Naukowcy odkryli „neuron GPS” w ludzkim mózgu
Międzynarodowy zespół pod przewodnictwem naukowców z Uniwersytetu w Amsterdamie zidentyfikował nowy typ neuronu, który może odgrywać żywotną rolę w zdolności człowieka do sprawnej orientacji w przestrzeni. Odkrycie jest ważnym krokiem do zrozumienia tego, jak na szerszą skalę mózg koduje zachowania nawigacyjne. Może być przydatne w poszukiwaniu nowych sposobów wspierania osób z osłabioną lub uszkodzoną zdolnością orientacji, jak w chorobie Alzheimera.
Każdego dnia miliardy osób na całej Ziemi wykazują się sprawną „nawigacją” w swoim środowisku – kiedy idą do pracy czy wracają do domu. Takie wyprawy wymagają zwykle niewielkiego wysiłku świadomości i innych funkcji naszego mózgu, wykorzystujących naszą znajomość otoczenia, pozwalającą na określenie miejsca, w którym się znajdujemy i szacujących odległości.
Zdolność dokonania właściwej oceny własnej lokalizacji ma swój ośrodek w hipokampie, części płata skroniowego mózgu. Hipokamp, oprócz orientacji przestrzennej, jest też odpowiedzialny za pamięć.
Badania pokazały, że komórki nerwowe ulokowane w hipokampie i kilku innych ośrodkach współtworzą precyzyjny mechanizm nawigacyjny, który m.in. zmniejsza lub zwiększa aktywność elektryczną w zależności od lokalizacji, w której się znajdujemy. Podczas codziennych wędrówek ludzie nie potrzebują bardzo precyzyjnego przedstawienia miejsc, które mają minąć i kolejności, w jakiej ma to nastąpić. Wystarczą im proste sygnały jak: „w lewo przy muzeum, dalej prosto i w prawo przy supermarkecie”. Dzięki temu mogą z większą uwagą skoncentrować się na pozyskiwaniu nowych informacji o przestrzeni, w której się poruszają.
Naukowcy przeprowadzili serię badań na szczurach, w których zwierzęta pokonywały specjalnie przygotowany labirynt w kształcie cyfry 8. Badano przy tym impulsy elektryczne w ich mózgach, śledząc hipokamp, korę peryrynalną i dwa obszary sensoryczne. Zapisy z kory peryrynalnej ujawniły trwałe wzorce aktywności – wyraźnie wzrastały i przygasały w określonych lokalizacjach.
Badania przynoszą pierwsze wejrzenie w to jak mózg koduje zachowania nawigacyjne w większej skali, za które odpowiedzialna jest kora peryrynalna, w przeciwieństwie do hipokampu, który opowiada za orientację przestrzenną w mniejszej skali.
W komentarzu naukowcy łączą swoje badania z opisanym wcześniej przypadkiem londyńskiego taksówkarza o wieloletnim doświadczeniu, który doznał uszkodzeń w regionie hipokampu. Chociaż mógł nadal poruszać się po mieście, jego orientacja była oparta niemal wyłącznie o główne arterie i łatwo gubił się, kiedy zjeżdżał na poboczne trasy. Zdaniem badaczy, jego ogólna orientacja działała, ponieważ jej ośrodkiem jest kora peryrynalna, ale nie mógł już polegać na znajomości mniejszych przestrzeni, które utrwalone były wcześniej w hipokampie.
Odkrycie może mieć znacznie w sposobie podejścia do pacjentów z chorobą Alzheimera, którzy mają zwykle kłopoty z orientacją w przestrzeni, szczególnie z trafianiem do znanych wcześniej celów. Jeśli choroba uszkadza tylko jeden z obszarów mózgu, można podjąć próbę przeorientowania pacjenta na pełniejsze posługiwanie się drugą. Opublikowane wyniki mogą być też pomocne w badaniach nad neuronalnymi urządzeniami zastępczymi i robotami pomocniczymi.
Wyniki badań zostały opublikowane w najnowszym numerze czasopisma „Nature Communications”.
Opracowano na podstawie artykułu Scientists Find New ‘GPS’ Neuron in the Brain opublikowanego w serwisie knowridge.com.
