איך זבוב זוכר ריח

התלמידים עוקבים אחרי ריח מהקולטנים ועד התאים שקוראים את הזיכרון שלו, ומראים שהשתקה של שכבה אחת במסלול מנתקת את כל מה שבא אחריה.

מסך משותף עוזר, אבל הוא לא חובה: מקרן, טלוויזיה או מסך מחשב שכל הכיתה רואה. התלמידים צריכים מכשיר כלשהו עם גישה לאינטרנט, רצוי אחד לכל זוג: מחשב נייד, טאבלט או טלפון. אין מה להתקין ואין חשבונות. כל שיעור נפתח בהסבר קצר על קריאת המסך, ועל כל מונח מדעי אפשר ללחוץ כדי לקבל הסבר.

סינפסות ומוליכים עצביים

כל שכבה מעבירה את האות לשכבה הבאה דרך סינפסות. מדענים חושבים שהזיכרון עצמו הוא שינוי בעוצמת הסינפסות שבין תאי קניון לנוירוני הפלט.

איך מבנה הרשת קובע את ההתנהגות

המסלול בנוי כשרשרת של שכבות, ולכן השתקה של תאי קניון מכבה את נוירוני הפלט אף על פי שהריח עדיין נכנס.

עירור ועיכוב

"גירוי" מעורר תאים ו"השתקה" מחזיקה אותם כבויים: אלה שני הכלים של השיעור. בחלק הזה של המעגל, כל שכבה מעוררת את השכבה הבאה.

1. 5 דק׳

   שאלת פתיחה

   שאלו: "איך המוח שלכם יודע שכבר פגשתם ריח מסוים?" אספו כמה ניחושים, ואז אמרו שהיום הכיתה תחפש את התשובה בתוך זבוב.

2. 10 דק׳

   הדגמה עם "הראו לי איך זה עובד"

   הציגו את השיעור במצב כיתה על מסך משותף (מקרן, טלוויזיה או מסך מחשב) ולחצו על "הראו לי איך זה עובד". קראו כל שלב בקול בזמן שהוא מוצג. אין מסך משותף? התלמידים יכולים לפתוח את אותה הדגמה במכשירים שלהם. ההדגמה נעצרת בשאלה של השיעור: השאירו אותה בינתיים בלי תשובה.

3. 20 דק׳

   התלמידים חוקרים

   התלמידים עובדים בזוגות על המכשירים שלהם, עם דף העבודה. הם כותבים השערה לפני כל לחיצה, עוברים את השיעור, עונים על השאלה שלו ומנסים את המשחק החופשי.

4. 10 דק׳

   דיון

   אספו מהזוגות את התשובות לשאלה של השיעור, ואז השתמשו בשאלות לדיון שבהמשך. סיימו במה שהמודל משמיט.

דרור מריח אפרסק בשל, מזהה את הריח מהפעם הקודמת שבה הוביל אותו לאוכל, ועוקב אחריו נגד הרוח. הסיפור מעלה את השאלה: איפה במוח נשמר הזיכרון הזה?

השיעור נפתח בקומיקס קצר על דרור, הזבוב. קראו את הקומיקס בקול או תנו לתלמידים לקרוא אותן; זה לוקח כדקה. התמונה האחרונה חוזרת במסך הסיום.

הקרינו את השיעור. עצרו בכל אחת מארבע הרמות ושאלו את השאלה שלה לפני שמתקרבים. כפתורי הרמות קופצים לכל רמה, וכפתור הזכוכית המגדלת פותח את ההתקרבות מחדש בכל שלב של השיעור.

1. זבוב

   איפה בגוף הזה הייתם מחפשים אף?

2. מוח

   המוח ממלא את רוב הראש. מה לדעתכם תופס בו כל כך הרבה מקום?

3. מעגל

   הריח נכנס בתאים הכתומים. לאיזה צבע הוא מגיע אחרון, לדעתכם?

4. נוירון

   הנקודה היא דחף עצבי אחד. איך תא אחד יכול לספר לשאר המוח על ריח?

הגוף והמוח באים משני זבובים שונים, והם מוצגים יחד בגודלם האמיתי. אמרו זאת לכיתה.

לפני שלב ההשתקה התלמידים בוחרים מה לדעתם יקרה. בקשו קודם הצבעה בהרמת יד. אין ניקוד, וניחוש שגוי לא עולה דבר.

1. שלב 1

   זבוב מריח בעזרת המחושים (שתי האנטנות שלו). לחצו על "גירוי" כדי לשלוח פנימה ריח. צפו איך הנוירונים הכתומים נדלקים.

   רק קולטני הריח הכתומים נדלקים. האות מתחיל בקצה אחד של המעגל, ולא בכל מקום בבת אחת.

2. שלב 2

   לחצו שוב על "גירוי" ועקבו אחרי הצבעים. הצהובים הם נוירוני הקרנה (שליחי הריחות), והם מובילים את הריח פנימה. הכחולים הם תאי קניון (ממייני הריחות), והם קולטים אותו מיד אחריהם.

   הצבעים נדלקים לפי הסדר: כתום, אחריו צהוב, אחריו כחול. האות עובר בין השכבות אחת אחרי השנייה.

3. שלב 3

   לחצו על "גירוי" עוד פעם. עכשיו צפו בנוירונים הוורודים, נוירוני הפלט (קוראי הזיכרון). הם קוראים את הדפוס הכחול.

   נוירוני הפלט הוורודים נדלקים אחרונים, ורק אחרי תאי קניון הכחולים.

4. שלב 4

   עכשיו לחצו על "השתקה" של תאי קניון (ממייני הריחות). את הריח נשלח בשבילכם. מה נעלם?

   הכתום והצהוב עדיין נדלקים, הכחול נשאר כבוי, והוורוד כמעט נעלם. הריח נכנס, אבל לא יכול היה להמשיך הלאה.

5. שלב 5

   לחצו על "ביטול השתקה" של תאי קניון (ממייני הריחות) כדי להחזיר אותם לפעולה. נשלח את אותו הריח.

   הוורוד חוזר ברגע שתאי קניון שוב פעילים. שום דבר לא ניזוק: לאות פשוט לא הייתה דרך לעבור.

השתקתם את תאי קניון (התאים הכחולים). למה התאים הוורודים כבו?

הבחירה הנכונה: התאים הכחולים מעבירים את הדפוס של כל ריח לתאים הוורודים.

תאי קניון מעבירים את הדפוס של כל ריח אל נוירוני הפלט. כשהם מושתקים, הריח עדיין מגיע לקולטנים ולנוירוני ההקרנה, אבל לנוירוני הפלט אין מה לקרוא. תלמידים שעונים "הריח בכלל לא נכנס" כדאי לשלוח להסתכל שוב על התאים הכתומים והצהובים.

1. הריח עדיין נכנס למוח בזמן שתאי קניון היו מושתקים. איך אנחנו יודעים?
2. נניח שהזבוב למד שהריח הזה מבשר על סוכר. איפה במעגל הזה הייתם מצפים שמשהו ישתנה?
3. מה הייתם מצפים לראות אילו השתקתם במקומם את נוירוני ההקרנה הצהובים? בדקו במשחק החופשי.

• תלמידים עשויים לחשוב: זיכרון יושב בתוך תא אחד, כמו קובץ.

  איך מתמודדים: חזרו לשלב שבו הוורודים קוראים את הכחולים. ההשערה היא שהזיכרון נמצא בעוצמה של הרבה קשרים בין שתי הקבוצות, ולא בתא יחיד.

• תלמידים עשויים לחשוב: השתקה הורגת את התא או פוגעת בו.

  איך מתמודדים: הריצו שוב את השלב האחרון: האור הוורוד חוזר מיד. התאים המושתקים שלמים. הם פשוט לא יורים.

• תלמידים עשויים לחשוב: השיעור מראה איך הזבוב לומד ריח.

  איך מתמודדים: לא נכון. המודל מראה איפה זיכרון היה נשמר, אבל הקשרים בו אף פעם לא משתנים. אמרו את זה במפורש, ושאלו מה היה צריך להוסיף.

הרשימה המלאה, עם המספרים

מחושים.

שתי האנטנות שעל הראש של הזבוב. הזבוב מריח בעזרתן, כמו שאתם מריחים באף.

קולטני ריח.

תאי עצב שנמצאים על המחושים ויורים כשריח נוחת עליהם. כל ריח מתחיל כאן.

אונת המחושים.

התחנה הראשונה של הריחות בתוך המוח של הזבוב. כאן קולטני הריח מעבירים את האות שלהם לנוירוני ההקרנה.

נוירוני הקרנה.

תאי עצב שמובילים את אות הריח מאונת המחושים עמוק יותר לתוך המוח, אל גוף הפטרייה.

גוף הפטרייה.

אזור בצורת פטרייה במוח של חרקים. בו הריחות ממוינים ובו נשמרים זיכרונות של ריחות.

תאי קניון.

תאי העצב הקטנים של גוף הפטרייה. כל ריח מדליק קומץ אחר שלהם, ולכן לכל ריח יש דפוס משלו.

נוירוני פלט.

תאי עצב שקוראים את הדפוס של תאי קניון ומעבירים אותו לשאר המוח. מדענים קוראים להם MBON, קיצור באנגלית של "נוירוני הפלט של גוף הפטרייה".

החלק הזה עדיין לא מולא. ההתאמה לתוכנית הלימודים הרשמית בביולוגיה נמצאת בבדיקה מול מדריכי ביולוגיה.