היום לפני: האיש שלמד לתקשר עם המוח

במחצית השנייה של המאה ה-19 ובתחילת המאה ה-20 נוצר ענף מדעי המוח והעצב. בתקופה זו התגלו ותוארו תאי העצב (נוירונים) וכן המבנה האנטומי של המוח ומערכת העצבים המרכזית וההיקפית. החוקרים בתחום כבר הבינו שתאי העצב מוליכים לאורכם אות חשמלי, כמו כבלים, אולם לא היה ברור מה מתרחש בקצוות העצבים: איך התאים מתקשרים זה עם זה? האם הם מוסרים זה לזה אות חשמלי, או "מדברים" על ידי שחרור חומרים כימיים? האיש שענה על השאלה הזו היה החוקר הגרמני-יהודי אוטו לוי, שלפי סיפורו קיבל את ההשראה ממקור לא שגרתי – בחלום.

לוי נולד למשפחה יהודית בפרנקפורט ב-1873. בגיל 18 החל ללמוד רפואה במינכן והמשיך משם לאוניברסיטת שטרסבורג (אז חלק מגרמניה, היום בצרפת). בגיל 20 צלח בקושי את בחינת ההסמכה לרפואה, משום שהתעניין יותר בקורסים של פילוסופיה ואמנות. בגיל 23 החל לעבוד כרופא בפרנקפורט, אך התאכזב מחוסר האמצעים לטפל במחלות מידבקות בזמנו והרגיש חסר אונים. בעקבות הניסיון הזה החליט לזנוח את העיסוק הקליני ברפואה ועבר למחקר רפואי בסיסי.

ראשית קיבל לוי משרה כעוזר מחקר באוניברסיטת מרבורג, שם החל לעבוד בפרמקולוגיה. ב-1902 עשה השתלמות בלונדון, במעבדה של ארנסט סטרלינג, שם פגש עמית שיחלוק איתו לימים את תחום המחקר ואת פרס נובל, הנרי הלט דייל (Dale). הוא עבר לאוסטריה, ולאחר תקופה קצרה באוניברסיטת וינה השתקע ב-1908 באוניברסיטת גרץ, שם נשאר כמעט שלושים שנה. הוא היה היהודי האחרון שקיבל משרת פרופסור במוסד הזה עד אחרי מלחמת העולם השנייה.

במוקד: מערכת העצבים האוטונומית

לוי חקר נושאים רבים, כמו חילוף חומרים ותפקוד הלבלב, אולם נושא המחקר המרכזי שלו היה מערכת העצבים האוטונומית – רשת של עצבים שיוצאים מחוט השדרה ומשם מפעילים או מדכאים את האיברים הפנימיים, כמו הלב, מערכת העיכול, בלוטות הזיעה ועוד. תפקידה האבולוציוני של המערכת היא לאפשר את תגובת "הילחם או ברח", כלומר להכין את הגוף למצבים מסוכנים שדורשים לחימה נגד טורף או בריחה ממנו, ולהחזיר אותה לאחר מכן לפעילות שגרה.

המערכת מתחלקת לשני מנגנונים נבדלים. הראשון הוא המערכת הסימפתטית, שמכינה את הגוף להגיב לאיום – למשל, מאיצה את קצב הלב כדי לספק יותר דם לשרירים; השני הוא המערכת הפרסימפתטית, שתפקידה להחזיר את המצב לקדמותו, בין השאר על ידי האטת קצב הלב בחזרה לנורמה.

כבר באמצע המאה ה-19 היה ידוע כי העצב התועה (Vagus nerve), היורד מהגולגולת ומסתעף לאיברים פנימיים שונים, שייך למערכת הפרסימפתטית, וגירוי חשמלי שלו מאט את פעילות הלב. בנוסף היה ידוע שאם מגרים חשמלית עצבים אחרים המגיעים ללב מגבירים את פעילותו, ושאם מזריקים לנבדק חומר בשם אדרנלין אפשר לחקות את הגירוי החשמלי ולהגביר את קצב הלב. עם זאת, לא ניתנה עד אז תשובה לשאלה אם התקשורת בין העצב ללב היא כימית או חשמלית.

ניסוי שהחל בחלום

אחרי 12 שנים באוניברסיטת גרץ, במהלך חג הפסחא 1920, לוי מספר שהרעיון לניסוי שיפתור את השאלה אחת ולתמיד הגיע אליו בחלום. הוא התעורר בתחושה שהחלום שהיה לו חשוב ביותר, ושרבט על פתק את תוכנו, אך כשהתעורר בבוקר לא הצליח לקרוא את מה שכתב. למזלו, בלילה הבא חזר החלום על עצמו, וכשלוי התעורר בשלוש בלילה הוא פתח מיד באחד הניסויים המבריקים בתולדות הביולוגיה.

הניסוי היה פשוט ביותר – לוי לקח שני לבבות של צפרדעים והניח אותם במכלים נפרדים מלאים בתמיסה, המאפשרת להם להמשיך לפעום גם מחוץ לגוף. לב אחד הוצא יחד עם העצב התועה שהיה עדיין מחובר אליו, והשני בלעדיו. לוי גירה חשמלית את העצב התועה והאט את קצבו של הלב האחד. ואז הוא לקח מעט מהתמיסה שהלב הונח בה והעביר ללב השני, בלי העצב. בעקבות זאת גם הלב הזה האט את קצבו. כך הוא הוכיח שחומר כימי מסיס שהיה בתמיסה של הלב הראשון אחראי להאטת הקצב, ומכאן שהתקשורת בין העצב התועה ללב –וכפי שהסתבר בהמשך, רוב התקשורת בין עצבית באופן כללי - היא כימית, ולא חשמלית.

לוי חשד כי החומר האחראי על התקשורת הוא האצטילכולין, שגילה הנרי דייל ב-1914. עם זאת, הייתה לו רק הוכחה עקיפה לכך – הוא גילה שאטרופין, שמעכב את ההשפעות של אצטילכולין על ידי קישור מתחרה לאותם קולטנים, ביטל את האטת הלב. בהיעדר הוכחה מפורשת קרא לוי לכימיקל המיסתורי Vagusstof, כלומר "חומר המופרש מהעצב התועה". רק מאוחר יותר, בעבודה משותפת עם דייל, הוכיח לוי שאכן היה זה אצטילכולין. על גילוי המוליך העצבי הראשון חלקו לוי ודייל את פרס נובל לרפואה לשנת 1936.

למרות הפירות והתהילה שקצר לוי, מוצאו היהודי והמצב הפוליטי שיחקו לרעתו. לאחר סיפוח אוסטריה ב-1938 אסר אותו הגסטפו, אולם בעקבות התערבות עמיתיו הסכימו הנאצים לאפשר לו לברוח מאוסטריה – בתמורה להעברת כספי הנובל שבהם זכה לידי הרייך השלישי. לוי מצא מקלט אצל חברו דייל באנגליה, וב-1940 עבר לאוניברסיטת ניו יורק בארה"ב. ב-1946 קיבל אזרחות בארה"ב, וב-1961 נפטר. תרומתו לחקר המוח הייתה עצומה, והוא נחשב לאחד מהאבות המייסדים של התחום.