stanford-oval/wikipedia huggingface dataset:
וירג'יניה ביץ'
בתרבות הפופולרית

המונופול כאן ועכשיו: המהדורה האמריקאית (2015) של המשחק, שיצאה לכבוד יום הולדתו ה-80 של המשחק, כללה את וירג'יניה ביץ' כנכס שניתן לקנות, למכור ולסחור. העיר נכללה לאחר שהסברו ערכה הצבעה מקוונת על מנת לקבוע אילו ערים יהפכו אותה לגרסה מעודכנת של המשחק. וירג'יניה ביץ' קיבלה את מספר ההצבעות הרביעי בגובהו בתחרות המקוונת, מה שזיכה אותה במקום ירוק בלוח. המקום העליון בטיילת הגיע לפייר, דרום דקוטה.
בסדרת הטלוויזיה, The Man in the High Castle (2015–2019), המתרחשת בשנות ה-60 חלופיות, מוזכרת וירג'יניה ביץ' כמקום של פלישה בסגנון D-Day של גרמניה הנאצית, שהובילה לתבוסה של ארצות הברית והכיבוש שלה.
ערים תאומות

נורווגיה מוס, נורווגיה
הממלכה המאוחדת בנגור (אנ'), צפון אירלנד, הממלכה המאוחדת
יפן מיאזאקי, יפן
הפלסטיות של מערכת העצבים

הפלסטיות של מערכת העצבים, הנקראת גם גמישות מוחית או נוירופלסטיסיטי, היא יכולתה של מערכת העצבים להשתנות בהתאם להתנסותו של הפרט עם הסביבה. היא מאפשרת למערכת העצבים להתאים את פעילותה לשינויים בתנאים הסביבתיים, על סמך ניסיון קודם של הפרט ותהליכים של למידה. ברמה התאית, גמישות מוחית מתאפשרת על ידי שינויים בקשרים בין נוירונים ועיצוב מחדש של סינפסות בהתאם לסביבה.
המונח "פלסטיות" קיבל ביסוס מדעי במחצית השנייה של המאה העשרים, כאשר עדויות רבות הראו כי אזורים שונים במוח יכולים להשתנות במהלך החיים. אף שהשינויים במוח אינם מוגבלים לתקופת הילדות המוקדמת, הגמישות המוחית אינה יציבה לאורך כל החיים, וקיימות בילדות תקופות קריטיות בהן הרגישות הסינפטית למניפולציות סביבתיות גבוהה יותר, וקל יותר לארגן מחדש את הרשתות העצביות. במהלך הבגרות, הפלסטיות הסינפטית פוחתת אך מתקיימת יכולת לשלוט בה ולווסת אותה על פי הצורך של האורגניזם.
הפלסטיות במערכת העצבים באה לידי ביטוי ברמות שונות ובעוצמות שונות. פלסטיות בקשרים סינפטיים וברשתות עצביות היא מאפיין בסיסי של למידה, ולפיכך מתרחשת באופן שגרתי ולאורך כל החיים. לעומת זאת, בחלק מהמקרים המונח מתייחס לתהליך נרחב יותר של שינויים סינפטיים, שבו אזורים שלמים ויחידות תפקודיות בתוך מערכת העצבים משנים את תפקודם ודפוס פעילותם. דוגמאות המעידות על פלסטיות נרחבת שכזו באות לידי ביטוי בתחומים שונים - מתגובות לפגיעה מוחית עד תגובות למצבים רפואיים כדוגמת כאבים כרוניים, כאבי רפאים (כאבי פנטום) או דיסטוניה פוקאלית.
משום שגמישות המוח תלויה בהתנסויות בחיים, סביבות שונות ופעילויות שונות משאירות את רישומן על המוח.
מנגנונים של פלסטיות ניתנים לשינוי ולשיפור על ידי פעילות גופנית, מדיטציה, אימון מוחי ועוד.
היסטוריה

עד תחילת שנות ה-60, הקונצנזוס המדעי היה כי מבנה ותפקוד המוח קבועים, אינם נתונים לשינוי ותלויים אך ורק בגנטיקה של האדם. עדויות ראשוניות לפלסטיות מוחית נמצאו כבר בשנת 1793, במספר ניסויים בהם זווגו בעלי חיים ורק אחד מבני הזוג אומן באופן אינטנסיבי. ניתוח של מוחותיהם הראה כי בעלי החיים שעברו אימון היו בעלי צרבלום גדול באופן משמעותי לעומת אלו שלא עברו אימון. עם זאת, תוצאות מסוג זה נזנחו, עד שבתחילת שנות ה-60, מריאן דיאמונד (אנ'), חלוצה בתחום מדעי המוח, סיפקה הוכחה מדעית ראשונה לפלסטיות. במחקריה בתחום האנטומיה שנעשו על חולדות, היא הראתה שמרכיביה המבניים של קליפת המוח עשויים להשתנות כתלות בסביבות עשירות או עניות ובכל גיל, מעוברות ועד זקנה. קליפת המוח של חולדות שגדלו בסביבה עשירה הייתה עבה ב-6% משל אלו שגדלו בסביבה ענייה, בהתבסס על הבדלים בחוויות חיים מוקדמות. מחקריה העידו כי קליפת מוח עבה יותר מצביעה על יכולת למידה גבוהה יותר, ולעומתה, קליפה דקה על יכולת למידה נמוכה יותר; ובכך היא הוכיחה את יתרונות הגמישות המוחית. תרומתה של דיאמונד לתחום שינתה את הסתכלותנו על מוח האדם בכל הקשור לפלסטיות מוחית.
תהליך נוירו-ביולוגי ואופן פעולה

בכל עת מיליוני תאי עצב במערכת העצבים מתקשרים ביניהם כדי לבצע פעולות חיוניות לגוף ולנפש. כתוצאה מתקשורת מתמדת זו, המוח עצמו משתנה עם הזמן.
למעשה, אחד מעקרונות היסוד של תהליך הפלסטיות של מערכת העצבים מבוסס על הרעיון לפיו הקשרים העצביים עוברים שינויים באופן תמידי, בעיקר על ידי פירוק והתחדשות של הקשרים בין הסינפסות. שינויים אלו הם שמאפשרים את הגמישות המוחית, והם תלויים במידה רבה בפעילות הנוירונים שנמצאים על הסינפסה.
תהליך נוירו-ביולוגי ואופן פעולה > שינויים בתקשורת תאי העצב

הגמישות של מערכת העצבים מתקיימת בעקבות שינויים בתקשורת בין תאי העצב הקדם-סינפטיים לבין תאי העצב הבתר-סינפטיים. שינויים אלו מתבססים על השפעת כמות המוליך העצבי שמשתחררת מתא העצב המשדר לסינפסה ועל רמת המתח החשמלי שנוצר בתא המטרה, זאת משום שתא המטרה יופעל רק כאשר המתח החשמלי יעבור את סף ההפעלה שלו. תהליך העיצוב מחדש של קשרים סינפטיים מתרחש בעקבות הנטייה של סינפסות לא פעילות להתנוון, לצד הנטייה של סינפסות פעילות להתחזק, כך שהן יעבירו את המידע בצורה יעילה יותר. גירוי חוזר ונשנה של תא העצב הקדם-סינפטי יגביר את הסיכוי להעברת המידע דרך הסינפסה, בעוד שגירוי לא משמעותי יגרום לתהליך של התרגלות ודיכוי של ההעברה הסינפטית.
תהליך נוירו-ביולוגי ואופן פעולה > מפות קורטיקליות

תהליך הגמישות המוחית מתאפשר על ידי ארגונו הקורטיקלי של המוח, בייחוד במערכות החושיות, לפיו ארגון תאי העצב באזורים ראשוניים תואם את הארגון באיבר החישה הרלוונטי ומשתנה בהתאם לרגישות האיברים. מידע מקולטני חישה מגיע לתאי עצב סמוכים בקליפת המוח באזור התחושתי הראשוני, כך שלמשל, מידע חושי מהרגל מגיע לאזור מסוים במוח ואילו מידע מהידיים מגיע לאזור אחר. הדבר תקף לכלל החושים, כשבקליפת הראייה ארגון המפות תואם את ארגון קולטני האור ברשתית, ובקליפת השמיעה קבוצות תאי העצב מסודרות בהתאם לתדירות הצלילים שהן מעבדות.
דוגמה לשינויים פלסטיים במפות הקורטיקליות הוא המקרה של דניאל קיש, מומחה להתמצאות אנושית במרחב באמצעות הדים (echolocation), שאיבד את ראייתו בינקותו עקב מחלת הסרטן ברשתית. בגיל צעיר פיתח שיטה להתמצאות במרחב באמצעות נקישות בלשונו. אזורי הראייה במוחו של קיש הוסבו לפענח את ההד החוזר מנקישות לשונו לכדי תמונה ברורה של החלל הפיזי, באופן דומה לטכניקת ההתמצאות של עטלפים, דולפינים וחיות אחרות. קיש הגיע לדרגת שליטה המאפשרת לו לרכוב על אופניים ולצאת לטיולים ארוכים בטבע בגפו. התמצאות זו מתאפשרת לו בעקבות ארגון מחדש של המפות הקורטיקליות.
תהליך נוירו-ביולוגי ואופן פעולה > מפות קורטיקליות > כאבי פנטום (כאבי רפאים)

כאב רפאים הוא מצב שבו אדם ממשיך לחוש בכאב או בתחושה כלשהי באיבר בגוף שנקטע ואינו קיים יותר. זוהי תופעה המתרחשת בכ-60%-80% מקטועי האיברים. הסבר לתופעה המבוסס על היבטים של גמישות מוחית טוען כי קשרים שנוצרו בין המפות הקורטיקליות של האיברים הקטועים לבין אזורי החישה במוח הם שגורמים לתחושת הכאב. באופן זה, פעילות הנוצרת בקליפת המוח מפורשת בצורה שגויה על ידי אותו אזור שבעבר היה אחראי על האיבר הקטוע, כאילו האיבר קיים.
תהליך נוירו-ביולוגי ואופן פעולה > אזורים פלסטיים במוח

ניתן לראות כי קיימים הבדלים בפלסטיות במערכת העצבים, וכי קיימים אזורים הנחשבים "פלסטיים". בנוסף, מידת הפלסטיות של אזורים שונים קשורה לרצף התפתחותם. למשל, אזורים המתפתחים בימים הראשונים לחיים (כגון קליפת המוח התחושתית הראשונית) מראים גמישות מוחית נמוכה, ולעומתם אזורים שמתפתחים בילדות המאוחרת (כגון האונה המצחית וכפיס המוח), מראים גמישות רבה יחסית.
פלסטיות מעוברות ועד זקנה

הפלסטיות המוחית היא מרבית בראשית החיים. בתקופות החיים המוקדמות ביותר, מערכת העצבים מסתגלת בגמישות לשינויים ולפגיעות, על ידי יצירת מסלולים חדשים או קשרים חלופיים. יכולת ההסתגלות של מערכת העצבים הולכת ומצטמצמת עם הגיל. לפיכך, שינויים או פגיעות המתרחשים בתקופות חיים מאוחרות יותר או בסיום תהליך ההתפתחות עלולים לגרום לניוון של תאים רלוונטיים לפגיעה.
ההתפתחות מושפעת מגורמים תורשתיים וסביבתיים, והאינטראקציה בין גורמים אלו היא הבסיס להבדלים הבין-אישיים בין בני האדם. לעומת המטען הגנטי שלנו שאינו נתון לשינוי, תנאי הסביבה יכולים להשתנות מרגע לרגע. לכן, מכיוון שהפלסטיות של מערכת העצבים משתנה לאורך החיים, תגובת המוח לגירויים סביבתיים יכולה להשתנות מתקופה לתקופה.
פלסטיות מעוברות ועד זקנה > תקופות קריטיות

התפתחות המוח כוללת תקופות שבהן ישנה רגישות גבוהה יותר לשינויים הסביבתיים. תקופות אלו, בהן היכולת הפלסטית גבוהה יותר, מאפשרות למוח הצעיר להתמודד עם דרישות הסביבה ולהסתגל לתנאים בהם הוא נתון בצעירותו. במהלך התקופות הקריטיות, אם המוח אינו מצליח להסתגל, לא ניתן לפצות על כך בהמשך החיים, ומכאן חשיבותן המכרעת. יתרה מכך, בתקופות הקריטיות עלול להיגרם נזק בלתי הפיך למערכת העצבים המרכזית, אפילו בעקבות פגיעה שאינה חמורה.
פלסטיות מעוברות ועד זקנה > תקופות קריטיות > רכישת שפה

השפה נחשבת לדוגמה קלאסית לתקופה קריטית של פלסטיות. ידוע כי תינוקות ופעוטות לומדים שפה באופן טוב יותר בהשוואה למבוגרים, על אף העובדה שמבוגרים מפותחים יותר מבחינה קוגניטיבית. מחקרים בתחום מראים כי קיימת דינמיקה העומדת בבסיס התקופה הקריטית המאפשרת גמישות ברכישת שפה בשלבים מוקדמים של התפתחות. דינמיקה זו כוללת התפתחות של מעגלים עצביים שתומכים בזיהוי דפוסים פונטיים (הקשורים לקול), לקסיקליים (הקשורים לאוצר המילים) ותחביריים, כבר מגיל ינקות, המאפשרים מקסום של היעילות בעיבוד שפה אצל הפעוט. בגיל מאוחר יותר, בסיום התקופה הקריטית ולאחר התבססות שפת אם, המעגלים משתנים ומוגברות מיומנויות קוגניטיביות, חישוביות וחברתיות שבאות על חשבון רכישת שפה.
פלסטיות מעוברות ועד זקנה > תקופות קריטיות > ראייה

דוגמה ללמידה שלא בהכרח דורשת תקופה קריטית מגיעה מתחום הראייה. בתחום זה, מחקרים מראים כי אדם יכול לרכוש מיומנויות חזותיות גם לאחר מספר שנים של עיוורון מולד. מקרה מיוחד שמדגים יכולת זו עוסק בילדה שנולדה ונשארה עיוורת עד שעברה ניתוח להסרת קטרקט בגיל 12. נמצא כי אף על פי שחדות הראייה שלה נפגעה לאורך התקופה הקריטית, היא הייתה בקיאה מאוד במטלות חזותיות. תוצאות אלו מצביעות על כך שהמוח שומר על יכולת מרשימה של למידה ויזואלית גם בילדות המאוחרת, וכי פגיעה חזותית בשנים הראשונות לא תגרום בהכרח לנזק לצמיתות, משום שקליפת המוח החזותית שומרת על הפלסטיות שלה גם מספר שנים לאחר הילדות המוקדמת.
פלסטיות מעוברות ועד זקנה > התרגלות

בהקשר של פלסטיות, פעולה המתרחשת אצל כל אדם במהלך חייו היא התרגלות (הביטואציה), שמתבטאת בירידה בעוצמת התגובה לגירוי בעקבות חשיפה מתמשכת אליו. זהו תהליך של ניתוק הקשר בין הגירוי לתגובה אשר יכול להתרחש בין שעות לשבועות. תהליך זה קשור לפעילות בסינפסה, דרכה מועברים מסרים בין תא עצב מסוים לתא המטרה שלו, כך שגירוי חוזר גורם להחלשה של התקשורת והפחתה של ההעברה הסינפטית. כאשר העוצמה של הפוטנציאל הסינפטי יורדת מתחת למתח המנוחה של תא המטרה, הוא לא יופעל בעקבות הגירוי. תהליך ההתרגלות מקושר לזיכרון המרומז המכיל ידע שאינו בא לידי ביטוי בהכרח באופן מילולי. בהתאם לכך, התרגלות היא אחת מצורות הביטוי ההתנהגותי של למידה לא הקשרית, כך שהפחתת עוצמת התגובה שמעורר הגירוי מעידה על למידתו.
יישומים ודוגמאות

מכיוון שהמוח הבוגר אינו לגמרי מקובע, ישנם מקרים רבים בהם המעגלים העצביים והקשרים בין הסינפסות משתנים או מתרחשת נוירוגנזה (היווצרות של תאי עצב חדשים). השינויים יכולים להיגרם כתוצאה מפגיעה, אך גם כתוצאה מאימון. מחקר ענף נערך במטרה לאשש התרחשות ארגון מחדש של הרשתות הסינפטיות בתחומים שונים, וקיימות הוכחות למגוון מקרים בהם הוא עשוי להתרחש.
יישומים ודוגמאות > פגיעה מוחית

פגיעות מוחיות נרכשות (לדוגמה, שבץ מוחי או טראומה) גורמות לשינויים בפלסטיות של המוח, שיכולים להימשך שבועות עד חודשים. נראה כי קיים דמיון רב בין הפלסטיות המתרחשת במוח לאחר פגיעה לבין זו המתרחשת במהלך התפתחותו. לאחר פגיעה, המוח צריך להתעצב מחדש, לעיתים הוא מצליח להסתגל, אך לעיתים אינו מצליח. אחת ההשלכות של יכולת הפלסטיות היא שפעילות מוחית הקשורה לתפקוד מסוים ניתנת להעברה לאזור אחר, גם כתוצאה מחוויות רגילות וגם כתוצאה מפגיעה מוחית. לפיכך, נראה כי ניתן לבצע התערבויות טיפוליות בעת פגיעה כדי להעביר את התפקוד למקום שלא נפגע או כדי לנסות לשקם את התפקודים שנפגעו. כך, השיקום יוכל לגרום לארגון מחדש של קליפת המוח כמנגנון השינוי.
יישומים ודוגמאות > כאב כרוני

כאב הוא חוויה חושית ורגשית לא נעימה הקשורה לפגיעה ברקמה כלשהי בגוף. אנשים הסובלים מכאב כרוני חווים כאב ממושך באזורים שבעבר כנראה נפגעו אך כרגע בריאים. תופעה זו מייצגת אבנורמליות פלסטית וארגון מחדש לא תקין של מערכת העצבים. בזמן שרקמה נפגעת, גירויים מזיקים ודלקות גורמים לעלייה בפעילות קולטני כאב, שתפקידם להתריע מפני מזיקים ולהגביר את תחושת הכאב ממערכת העצבים. גירוי ממושך של אותם קולטני כאב מעורר תגובה פלסטית מוחית המורה לשנות את הארגון החושי לאזור הכואב. כתוצאה משינויים אלו, מתפתחת יכולת סינון נמוכה של הנוירונים התחושתיים במוח ובחוט השדרה. כך, גירויים מזיקים עלולים להתפרש באופן מוגזם או שלא כהלכה, ואף ייתכן מצב שבו גירויים שאינם מזיקים מפורשים ככואבים במיוחד.
יישומים ודוגמאות > פרותזות סנסוריות

תהליך הפלסטיות מעורב גם בהתפתחות של התפקוד החושי, משום שהמוח נולד לא מפותח ומתרגל לקלטים חושיים רק לאחר הלידה. השתלת פרותזה סנסורית, שהיא התקן המגביר את האות החושי, יכולה לשנות את האופן שבו אנו חווים את העולם מבחינה חושית על ידי שימוש בפלסטיות. לדוגמה, אצל לקויי שמיעה מולדים, השתלה של פרותזה סנסורית המפעילה את מערכת השמיעה נמצאה כמונעת הידרדרות ומגבירה את תפקוד מערכת השמיעה. מאחר שישנה תקופה קריטית, הזמן להשתלת הפרותזה הוא בשנתיים עד ארבע השנים הראשונות לחיים. בקרב ילדים שנולדו חירשים, השתלת שבלול מוקדמת מאפשרת למידה של שפת האם.
יישומים ודוגמאות > דיסטוניה פוקאלית

מצב נוסף שמצביע על תפקוד לקוי בגמישות המוחית וחוסר הסתגלות של מערכת העצבים הוא דיסטוניה פוקאלית, אשר פוגע בעיקר במוזיקאים שעברו הכשרה ממושכת ועלול לגרום לאובדן שליטה ועיוות של תנועות ידיים. מחקרים הראו כי תופעה זו, המכונה גם "התכווצות של מוזיקאים", נגרמת מחיבורים בין אזורים שונים המיוצגים בחלקים השונים של קליפת המוח, שמביאים לפעולות שרירים בלתי רצוניות.
יישומים ודוגמאות > פעילות גופנית

פעילות גופנית מקדמת נוירוגנזה על ידי יצירה מוגברת של גורמים נוירוטרופים מוחיים (brain-derived neurotrophic factor) התורמים להישרדות הנוירונים וליצירת חדשים. פעולה זו מתרחשת באזורים רבים במערכת העצבים כגון בהיפוקמפוס, בצרבלום ובחוט השדרה. נוירוגנזה המתרחשת בהיפוקמפוס מקושרת עם שיפורים משמעותיים בזיכרון המרחבי. כמו כן, נמצא שפעילות גופנית ממושכת ועקבית משפרת מהותית את התפקודים הניהוליים ומגדילה את נפח החומר האפור באזורים רבים במוח, בייחוד באלו האחראים על שליטה קוגניטיבית.
יישומים ודוגמאות > מדיטציה

מדיטציה קושרה בעבר להבדלים בעובי קליפת המוח ובצפיפות החומר האפור במוח. ריצ'רד דייווידסון, חוקר מוח שמאמין רבות בסגולותיה של המדיטציה, ערך מחקרים רבים על מנת לבחון את ההשפעה של תרגול מדיטציה על המוח. תוצאות מחקריו הראו שתרגול מדיטציה, בטווח הקצר והארוך תורם לשינויים בפעילות המוחית באזורים שונים המשויכים לתפקודי קשב, חרדה, דיכאון, פחד ובריאות פיזית. הוצע כי השינויים שהתרחשו בתפקוד באזורים אלו עשויים להיגרם על ידי שינויים המתרחשים במבנה הפיזי של המוח בעקבות תרגול מדיטציה.
יישומים ודוגמאות > אימון מוחי

אימון מוחי מיועד לפיתוח מיומנויות קוגניטיביות ונעשה בו שימוש לסיוע בתהליך שיקום, לצורך פיצוי וצמצום ירידה בתפקודים הקוגניטיביים אשר נגרמה עקב פגיעה. האימון המוחי מתבסס על הפלסטיות של מערכת העצבים המאפשרת שינויים במבנים במוח. השינויים בעקבות תרגול מיומנות מסוימת יכולים לכלול עלייה בכמות הסינפסות, תאי העצב והתאים התומכים, או חיזוק הקשרים ביניהם. קיימות מיומנויות קוגניטיביות הניתנות לאימון באופן שמוביל לשיפור ברמת הביצוע. בהתאם לכך, נמצא שהאימון המוחי מוביל לשיפור מובהק במיומנויות שתורגלו, אשר לעיתים מוכלל גם למטלות קוגניטיביות אחרות. למשל, אימון מוחי יכול להוביל לשיפור בתפקודי קשב, תפקודים ניהוליים ויכולת הזיכרון.
ראו גם

גמישות פנוטיפית
עיבוד מידע
לקריאה נוספת

נורמן דוידג', המוח הגמיש- סיפורים מקו החזית של חקר המוח, הוצאת כותר, 2009
זרימה חנוקה

זרימה חנוקה היא תופעה המתרחשת בזרימה דחיסה (זרימה בה השינוי בצפיפות הזורם אינו ניתן להזנחה), אשר במהלכה מהירות הנוזל בחתך הצר ביותר מוגבלת על ידי חסם עליון.
זרימה חנוקה מתרחשת כאשר זורם בלחץ וטמפרטורה נתונים עובר דרך הצרה (נחיר מתכנס-מתבדר (אנ'), שסתום בצינור וכו') אל אזור בעל לחץ נמוך יותר. כאשר הזורם נע מלחץ גבוה ללחץ נמוך מהירותו עולה. בזרימות תת-קוליות (כאשר מספר מאך קטן מ-1), עקרון שימור המסה מכתיב כי מהירות הזורם תעלה ככל ששטח החתך דרכו הוא זורם קטנה. בו בזמן, בחלק המתרחב שאחרי ההצרה, הלחץ הסטטי ובעקבותיו צפיפות הנוזל קטנים. עם זאת, מעבר לגבול מסוים מתרחשת זרימה חנוקה, וספיקת המסה (כמות המסה העוברת בפרק זמן בשטח נתון) לא תגדל עם הקטנת הלחץ במורד הזרם (כל עוד הלחץ והטמפרטורה במעלה הזרם קבועים).
על אף שזרימה חנוקה מוגדרת על ידי ספיקת המסה, המשתנה המוגבל הוא המהירות בלבד ולא המסה, שכן ניתן להגביר את ספיקת המסה על ידי העלאת הצפיפות במעלה הזרם (הגדלת הלחץ או הורדת טמפרטורה). יתר על כן, בנוזלים הומוגניים בתנאים אדיאבטיים, הנקודה בה מתרחשת החניקה היא כאשר הזורם בחתך הקטן ביותר נע במהירות הקול (מאך 1).
לזרימה חנוקה יש שימושים הנדסיים רבים. למשל, מכיוון שבזרימה חנוקה הספיקה המסית אינה תלויה בתנאים שאחרי ההצרה, ניתן – על ידי תכנון נכון של שסתומים, צינורות ונחירים – לשלוט בזרימה המסית הרצויה עבור התקנים הנדסיים.
זרימה חנוקה בגזים

כל הזורמים נעים מאזורי לחץ גבוה לאזורי לחץ נמוך. עם זאת, קיימים מקרים בהם מהירות הזרימה סופית, כלומר, הזרימה, "תיחנק". תופעה זו מתרחשת בדרך כלל במעבר של זורמים דרך נחיר מתכנס-מתבדר או דרך הצרה.
על מנת לפתח קשר אנליטי בין הלחץ לבין המהירות והספיקה המסית, נניח כי הזורם הוא גז מושלם קלורית (גז אידיאלי). במצב מתמיד זרימה חנוקה מתרחשת כאשר הלחץ באזור שטח החתך המינימלי ( A^{*}) יורד מתחת ללחץ קריטי  p^{*}. תחת הנחת גז האידיאלי:
{\frac {p^{*}}{p_{0}}}=\left({\frac {2}{k+1}}\right)^{\frac {k}{k-1}} (1)
כאשר
κ - הוא היחס בין קיבולי החום הסגוליים, ( c_{p}/c_{v}). הוא נקרא לפעמים גם האינדקס האדיאבטי ומסומן באות  \gamma .
p_{0} - הוא לחץ הסטגנציה במעלה הזרם.
מכאן שעבור ערך נתון של κ ניתן למצוא את יחס הלחצים הקריטי. באוויר, 1.4 = κ, ולכן  {\frac {p^{*}}{p_{0}}}=0.528. עבור גזים שונים נקבל לחץ קריטי שונה, וערכו נע בדרך כלל בין  0.487<{\frac {p^{*}}{p_{0}}}<0.587.
כאשר הגז חנוק נוכל לחשב באמצעות משוואת הגז האידיאלי את ספיקת המסה:
{\dot {m}}=C_{d}A{\sqrt {\kappa \rho _{0}P_{0}({\frac {2}{\kappa +1}})^{\frac {\kappa +1}{\kappa -1}}}} (2)
כאשר
{\dot {m}} - הספיקה המסית (מסה ליחידת זמן)
C_{d} - מקדם הספיקה (חסר מימד)
A - שטח החתך
\kappa  - יחס קיבולי החום הסגוליים
\rho _{0} - צפיפות המסה באזור הלחץ הגבוה
P_{0} - לחץ הסטגנציה
T_{0} - טמפרטורה באזור הלחץ הגבוה
מהמשוואה המתקבלת נובע כי ספיקת המסה המקסימלית תלויה בעיקר בשטח החתך ובלחץ הסטגנציה (הטמפרטורה משפיעה גם כן, אבל רק בעקיפין, דרך הצפיפות). מהמשוואה מתקבל כי הספיקה לא משתנה כתלות בלחץ במורד הזרם. 
κ הוא תלוי חומר, ומקדם הספיקה  C_{d} ניתן לחישוב על ידי  C_{d}A={\frac {\dot {m}}{\sqrt {2\rho \Delta P}}}, כאשר  \Delta P הוא מפל הלחץ בין הכניסה ליציאה.
למרות שהזורם מגיע למהירות מקסימלית, ניתן להגדיל את הספיקה על ידי שינוי בלחץ הסטגנציה ובצפיפות במעלה הזרם.
המשוואה לעיל תקפה רק עבור מצב מתמיד וגז אידיאלי, כאשר לחץ הסטגנציה נותר זהה לאורך התהליך. בבעיות הנדסיות, עבור מכלי לחץ ודלק למשל, יש לחשב את השינוי בלחץ ההתחלתי עקב שינוי במסה במכל ולהתייחס לכך בהתאם.
כפי שניתן לראות באיור מספר 1, הספיקה גדלה כתלות בלחץ במורד הזרם עד להגעה ללחץ הקריטי שלאחריו אין גדילה בספיקה.
זרימה חנוקה בגזים > תופעות בגז אמיתי

כאשר מתעסקים בגז אמיתי (ולא אידיאלי) המשוואות לעיל אינן תקפות, ולא קיימת משוואה סגורה על מנת לחשב את הספיקה. עם זאת, ניתן להשתמש בחוקי התרמודינמיקה וטבלאות עם תכונות החומרים על מנת לחשבה, למשל בעזרת נתונים על התפשטות באנתלפיה קבועה. לגזים אמיתיים שימוש נרחב בקירור לטמפרטורות קריוגניות.
זרימה חנוקה בגזים > נחירים דקים

הזרימה של גזים אמיתיים דרך נחירים דקים אף פעם אינה הופכת לחנוקה במלואה. ספיקת המסה דרך הנחיר ממשיכה לגבור ככל שהלחץ במורד הזרם פוחת עד לוואקום מושלם. עם זאת, התגברות הספיקה מתרחשת באיטיות רבה לאחר ירידת הלחץ מתחת ללחץ הקריטי. קנינגהם (1951), היה הראשון להראות שזרימה חנוקה לא תתרחש בנחיר דק סטנדרטי בעל קצוות מרובעים.
זרימה חנוקה בגזים > ערכים אופייניים לחניקה

יחסי הלחץ המינימליים הדרושים כדי שתנאי חניקה ייווצרו מוצגים בטבלה 1. היחסים הושגו דרך שימוש בקריטריון לפיו זרימה חנוקה מתרחשת כאשר יחס הלחצים גדול או שווה ל- ({\frac {2}{\kappa +1}})^{\frac {\kappa }{\kappa -1}}. יחס הלחץ המינימלי מתייחס ליחס בין הלחץ במעלה הזרם, והלחץ  בצוואר הנחיר כאשר הגז עובר במאך 1;  אם יחס הלחצים נמוך מהיחס הקריטי, לא תתאפשר זרימה במהירות הקול בצוואר הנחיר. עבור גזים שונים נקבל יחס אחר כתלות ב- \kappa .
| גז |  \kappa  |  {\frac {p_{u}}{p_{d}}} מינימלי לזרימה חנוקה |
| --- | --- | --- |
| אוויר יבש | 1.4 | 1.893 |
| חנקן | 1.404 | 1.895 |
| חמצן | 1.400 | 1.893 |
| הליום | 1.660 | 2.049 |
| מימן | 1.410 | 1.899 |
| מתאן | 1.307 | 1.837 |
| פרופן | 1.131 | 1.729 |
| בוטאן | 1.096 | 1.708 |
| אמוניה | 1.310 | 1.838 |
| כלור | 1.355 | 1.866 |

הערות:
Pu הוא לחץ אבסולוטי במורד הזרם, ו-Pd הוא לחץ אבסולוטי במורד הזרם.
חניקה בוואקום

כאשר במורד הזרם ישנו ואקום (הלחץ במורד הזרם הוא 0) המהירות המקסימלית שנקבל בצוואר הנחיר תהיה מהירות הקול של הזורם (מאך 1) והזרימה תהיה חנוקה. במצב כזה, על מנת לשלוט בספיקה המסית, השינוי היחידי שניתן לבצע עבור גז נתון הוא שינוי הטמפרטורה בכניסה.
פרופילי זרימה נפוצים

איור 2 מציג את התנהגות מספר המאך ומהירות הנוזל באזורים שונים בחתך.
בתמונה (a) הזורם מאיץ עם ירידת שטח החתך, מגיע למהירות מקסימלית (תת קולית) בצוואר, ולאחר מכן מאט עם עליית שטח החתך. הורדת הלחץ ביציאה תאיץ את מהירות הזורם לאורך כל הנחיר.
כאשר הלחץ ביציאה Pb הוא הלחץ הקריטי (משוואה 1), התנהגות הזורם היא בדיוק כמו בדוגמה a, רק שהזורם ינוע בצוואר במהירות הקול (מאך 1). מנקודה זו הורדת הלחץ ביציאה לא תשפיע על הספיקה המסית או על מיקום נקודת מאך 1 אלא תשפיע רק על הזורם בחלק המתבדר של הנחיר.
כאשר Pb יורד מתחת ללחץ הקריטי הזורם ימשיך להאיץ אחרי הצוואר ונקבל אזור על קולי. אזור זה מסתיים בגל הלם ניצב (c). גל ההלם מאט בפתאומיות את מהירות הזורם והוא חוזר למהירות תת-קולית. הגדלה או הקטנה של Pb תזיז את גל ההלם ימינה (הקטנת הלחץ) או שמאלה (העלאת הלחץ) עד הצוואר.
אם Pb יהיה נמוך מספיק נוכל להזיז את גל ההלם כל הדרך לקצה הנחיר (d), מכיוון שלזורם יש את כל אורך הנחיר להאיץ, הזרימה תגיע במהירות על קולית מקסימלית לשפת הנחיר שם ייווצר גל ההלם והזרימה תאט בפתאומיות ותעבור לזרימה קולית.
הקטנה נוספת של Pb תוביל לגלי הלם משופעים (e) שהם 'חלשים' יותר מגלי הלם ניצבים. מכך מתקבל פרופיל מורכב של גלי הלם והשתקפויות אשר נוצר בסילון . פרופיל זה כולל ערבוב של זרימה תת-קולית ועל קולית או, (אם Pb נמוך מספיק), רק זרימה על קולית. מכיוון שההלם כבר אינו אנכי לזרימה ליד קירות הנחיר, הוא מסיט את הזרימה פנימה ויוצר סילון מתכווץ. לתופעה זו מתייחסים כהתפשטות יתר, מכיוון שבמקרה זה, הלחץ ביציאה מהנחיר נמוך יותר מהלחץ בסביבה (הלחץ האחורי)- כלומר, הזרימה התרחבה יותר מידי על ידי הנחיר.
הקטנה נוספת של Pb תוביל ליציאה "חלקה" מהנחיר כאשר אין לנו גלי הלם ניצבים או משופעים וכל הזורם יוצא במהירות על קולית. מצב זה, הנקרא יציאה מתואמת, הוא מצב רצוי בהנדסה.
לבסוף אם הלחץ ביציאה, Pb, נמוך מספיק יתקבלו גלי התפשטות עקב מצב שבו הזורם יוצא מהנחיר בלחץ גבוה יותר מהלחץ בחוץ ולכן מתפשט. בתופעה זו ניתן לראות תבניות גלים כפי שניתן לראות ב(g).
זרימה חנוקה בנוזלים

כאשר הזורמים הם נוזלים יש להתייחס לחניקה בצורה שונה מכפי שהתייחסנו לגזים. אנו יודעים כי נוזלים, כמו כל הזורמים, יחוו ירידת לחץ עם עליית המהירות. לנוזלים יש נקודה קריטית בה הזורם ישנה מצב צבירה עם ירידת הלחץ, נקודה הנקראת הנקודה הקריטית. מעבר לנקודה זו הזורם יתחיל להתאדות לבועות גז שלאחר מכן קורסות. תופעה זו נקראת קוויטציה. קוויטציה היא תופעה לא רצויה שמתרחשת במדחפים, שסתומים צינורות ועוד, ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך לציוד.
ראו גם

זרימה דחיסה
מספר מאך
גל הלם משופע
נחיר מתכנס-מתבדר (אנ')
הערות שוליים

↑  Potter, Merle; Wiggert, David C. (2010). Mechanics of fluids. Stamford, CT: Cengage Learning. ISBN 978-0-495-43857-1.
↑  Perry, Robert H.; Green, Don W. (1984). Perry's Chemical Engineers' Handbook, Table 2-166, (6th ed.). McGraw-Hill Company.
↑  Phillips Petroleum Company (1962). Reference Data For Hydrocarbons And Petro-Sulfur Compounds (Second Printing ed.). Phillips Petroleum Company
↑  Fisher® Cavitation-Control Technologies (ארכיון)
↑  Control Valve Handbook
איור 1: ספיקת מסה בזרימה חנוקה כתלות בלחץ במורד הזרם כאשר הלחץ והטמפרטורה במעלה הזרם קבועים
איור 2
נקודה קריטית של מים
חיל האוויר ה-15 של ארצות הברית

| --- | --- |

 פרטים
 מדינה:  ארצות הברית
 שיוך:  חיל האוויר של ארצות הברית
 בסיס האם:  בסיס חיל האוויר שו, קרוליינה הדרומית
 אירועים ותאריכים
 תקופת הפעילות:  1943 2020 – 2012 (כ־69 שנים)
 מקים היחידה:  ג'יימס דוליטל
 מלחמות:  מלחמת העולם השנייה 
 פיקוד
 יחידת אם:  פיקוד הקרב של חיל האוויר
 דרגת המפקד:  מייג'ור גנרל
 מפקד נוכחי:  דייוויד ליונס
 
מטוס F-22 ראפטור מטייסת הקרב ה-27
מטוסי A-10 ת'נדרבולט II ומסוק HH-60 פייב הוק של כנף 23 במהלך מסדר בבסיס חיל האוויר מודי
מטוסי F-15E של כנף הקרב הרביעית
חיל האוויר ה-15 של ארצות הברית (באנגלית: Fifteenth Air Force) הוא כוח אווירי, המשתייך לפיקוד הקרב של חיל האוויר. משימתו לארגן ולאמן את כוחות הפיקוד בארצות הברית.
היסטוריה

החיל הוקם בנובמבר 1943 על בסיס כוחות מחיל האוויר ה-12 וחיל האוויר התשיעי מפקדו הראשון של החיל היה ג'יימס דוליטל. מפקדתו מוקמה תחילה בתוניס ולאחר מכן עברה לאיטליה. הכוח כלל מפציצים מדגם קונסולידייטד B-24 ליברייטור ו-B-17 מבצר מעופף והשתתף בהפצצות עומק באיטליה, צרפת, אוסטריה וגרמניה.
מפציצי בואינג B-29 סופרפורטרס של החיל לקחו חלק ארי בהפצצות במלחמת קוריאה. החיל צויד במטוסי B-52 סטרטופורטרס והשתתף במלחמת וייטנאם. בתקופת המלחמה הקרה השתייך לפיקוד האוויר האסטרטגי. משנות התשעים הפעיל מטוסי תדלוק כחלק מפיקוד התובלה של חיל האוויר. ב-2012 הושבת החיל.
באוגוסט 2020 הוקם חיל האוויר מחדש תחת פיקוד הקרב כשהוא מקבל תחת פיקודו את יחידות חיל האוויר התשיעי וחיל האוויר ה-12.