מדעני מכון ויצמן הכניסו עכברים ל"בית האח הגדול" וצפו בהתפתחות מנהיג דומיננטי ומדרג חברתי בקבוצה

ברומן "מלך עכברוש", מתאר ג'יימס קלאוול כיצד במערכת סגורה של מחנה שבויים אמריקאים ואנגלים ביפן, במלחמת העולם השנייה, צומח ומתפתח (שלא לומר מתנפח) "מלך". ה"מלך" היה עד לנפילתו בשבי רב"ט פשוט, אבל בתנאי השבי, כישוריו הפוליטיים והאחרים מאפשרים לו להשתלט על השבויים והשובים גם יחד. כיצד פרט יחיד מצליח להפוך למנהיג דומיננטי? כיצד משתנה הדינמיקה החברתית של קבוצה לאורך זמן? ניסוי ייחודי איפשר לד"ר טלי קמחי מהמחלקה לנוירוביולוגיה במכון ויצמן למדע, לבחון שאלות אלו.

ד"ר קמחי וחברי קבוצת המחקר שלה, אהרון ווסברוד, גנדי וסרמן ואלכס שפירו, בשיתוף פעולה עם ד"ר עופר פינרמן מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, פיתחו שיטה ייחודית לעיקוב אחר קבוצה של בעלי-חיים, אשר מאפשרת לחקור את התנהגותם בסביבה טבעית למחצה. הניסוי שבמסגרתו פותחה השיטה בוצע במערכת דמויית "בית האח הגדול" שהותאמה במיוחד לחייה של קהילת עכברים (מזנים שונים). העכברים ב"בית" ניהלו חיים עצמאיים ללא הפרעה או התערבות של בני-אדם. לכל עכבר הושתל שבב (בדומה לשבבים המוחדרים אל מתחת לעורם של כלבי וחתולי מחמד). ה"בית" כולו "כוסה" במצלמות וידיאו ובתאורת אינפרא-אדום, המאפשרת צילום בחושך מוחלט. השילוב בין עיקוב הווידאו למעקב האלקטרוני אחר השבבים, סיפק מידע שוטף על מיקומו של כל עכבר, בדיוק של חצי סנטימטר, בקצב של 30 מדידות בשנייה, בשטח של כארבעה מטרים רבועים, ובמשך פרק זמן של ימים, שבועות ואף מספר חודשים, ביום ובלילה.

הדיוק הרב של המערכת איפשר לזהות עשרות התנהגויות של פרטים בודדים, כגון אכילה, שתייה, ריצה, שינה, הסתתרות ועוד, וכן מאפיינים חברתיים בקבוצה, כגון: עם מי כל פרט מעדיף להיות בעת הפעילות ובשעות המנוחה, ממי הוא מעדיף להתרחק, את מי הוא תוקף, ועוד. כך אפשר לבודד ולזהות מאפייני התנהגות של פרט בודד, של זוגות, ושל הקבוצה כולה. כך התברר שהמערכת מסוגלת, באופן אוטומטי, לזהות ולחזות את הזן הגנטי של הקבוצה והזיווג (זכר/נקבה) בדיוק העולה על 90%. כן נצפתה תופעה שבה אחד הפרטים משיג דומיננטיות ושולט כ"מלך" בקבוצה כולה (זכרים ונקבות).

בתמונה: תרשים מערכת המעקב האוטומטית שבה נעשה הניסוי. לעכברים הושתל שבב המזוהה על-ידי מערך אנטנות מתחת לרצפת הכלוב. הכלוב כולל שטח מרכזי גדול, ובו מיתקנים כמו קופסאות מחסה, גשרים, מזון ושתייה, וכן שמונה כלובי שינה, והוא מואר בתאורת אינפרה-אדום. התנהגות העכברים מנוטרת על-ידי מצלמות וידאו המותקנות על התקרה. שילוב הנתונים המגיעים ממצלמות הווידאו עם המעקב האלקטרוני אחר השבבים, מספק מידע שוטף על מיקומו של כל עכבר, ברמת דיוק של חצי ס"מ.

בניסוי המשך, אוכלסה המערכת בעכברים משני זנים, זן "חברתי", וזן שנחשב ל"אוטיסטי" (הפרטים בו נמנעים מפעילות חברתית, ומתאפיינים בכפייתיות ובקושי לשנות הרגלים). המערכת הצליחה, בתוך זמן קצר, לזהות באופן אוטומטי את ה"אוטיסטים" על-פי תבניות תנועתיות או מאפיינים חברתיים.

בניסוי שעליו מדווחת ד"ר קמחי במאמר שמתפרסם בימים אלה בכתב-העת המדעי המקוון "נייצ'ר קומיוניקיישן" (Nature Communications), היא מתארת התפתחות של מנהיג דומיננטי ומדרג חברתי בין שאר חברי הקבוצה בקבוצה של עכברים רגילים בתוך כ-24 שעות. באופן מפתיע בניסוי דומה שבוצע בעכברים האוטיסטים, לא הופיע מנהיג, ואם הופיע, הוא הצליח להחזיק בשלטון זמן קצר בלבד, עד שהוחלף.

מערכת העקיבה והאיפיון ההתנהגותי האוטומטי שפותחה תאפשר חקירה מעמיקה יותר של המנגנונים המבקרים התנהגות חברתית במגוון מודלים של בעלי-חיים, כולל מודלים המשמשים לחקר מחלות נוירופסכיאטריות ומראים הפרעות חברתיות, כגון אוטיזם וסכיזופרניה.