Hjernen er full av kart
Når du reiser verden rundt via Google Earth, ser du alt fra oven – med ett eneste stort kart. Men skal du inn i en av bygningene du har zoomet inn, må du laste opp et nytt kart. Slik fungerer hjernen også.
Det er fire år siden hjernens kartsystem ble oppdaget.
De såkalte gridcellene som fungerer som et koordinatsystem for å lagre mentale kart i hjernen, ble funnet av forskere ved Kavli Institute for Systems Neuroscience ved NTNU.
Nå har postdoktor Dori Derdikman og flere kolleger i samme forskergruppe avslørt en ny side ved hjernens kartsystem:
Det består av en hel kortstokk med kart – noen finstilte og andre mer grovkornede – og et avansert sorteringssystem.
Nye steder – nye kart
– Vi lurte lenge på om all informasjon ble lagret i ett og samme kart, forteller forskeren.
– Så vi klekket ut en måte å sjekke dette på.
Det var forsøksrotter som fikk gjøre jobben.
Rotter fikk løpe fritt rundt i et rom, mens kartaktiviteten ble registret i hjernene deres. Når forskerne hadde et klart bilde av hvordan rottekartet så ut, endret de rommet.
En labyrint av vegger ble satt inn slik at det tidligere åpne rommet nå besto av mange like lange korridorer.
– Da veggene ble satt inn, skjedde det noe med kartene til rottene, forklarer Derdikman.
– Først registrerte vi det samme kartet. Men da rottene kom rundt en vegg, endret kartet seg totalt. Dette skjedde flere ganger, og hver gang i sammenheng med at rottene rundet en vegg, og kom inn i en ny korridor.
Forvirring eller geografi?
Forskeren ville sjekke om det kunne være forvirrende for rottene å forandre retning hele tiden som følge av labyrintens vegger. Kunne det kunne være årsaken til at kartene ble restartet for hver nye korridor?
Rottene ble derfor trent til å løpe i samme rute som labyrinten utgjorde, i et rom uten skillevegger. I dette tilfellet brukte dyrene samme kart som når de løp fritt i det åpne rommet.
Konklusjonen ble at det er omgivelsene som trigger oppstart av nytt kart, ikke rottas adferd.
Kantceller sier fra
Hvordan knyttes så ulike kart til omgivelsenes vegger?
En nyoppdaget celletype, kantceller, som bare er aktiv langs bestemte vegger i et gitt miljø, kan kaste lys over dette spørsmålet. Kantceller beskriver grensene for hvor ett miljø slutter og et annet starter.
– Kanskje er det sånn at disse kantcellene signaliserer at det er på tide å bytte kart når man beveger seg over en slik ’miljøgrense’, sier Derdikmans kollega Trygve Solstad.
– Vi tror det kan være et slikt miljøskifte som skjer når rotta kommer inni en ny korridor i vegg-labyrinten.
Forskeren antyder at et forskningsprosjekt som undersøker hvordan kantceller oppfører seg i slike oppdelte miljøer, er nødvendig for å gi ytterligere svar.
Som rotte, så menneske
Rottehjernens kartsystem består altså av en rekke små kart, ikke et enkelt stort, og det er kartlagt mekanismer som syr dette sammen.
Forskerne forklarer at det mest sannsynlig er akkurat likt i vår menneskelige hjerne.
Det området i hjernen som rommer stedsansen, entorhinal cortex, er blant de eldste og best bevarte hjernedeler i evolusjonen, og svært likt hos mennesker og dyr.
Systematisk kortstokk
I en annen studie har Solstad og kolleger funnet ut at de mentale kartene bygges opp systematisk.
– Vi har behov for kart i ulik oppløsning: noen, små detaljerte kart og andre store, grovkornede, forteller Trygve Solstad.
– Og hjernen sorterer dette svært så systematisk.
Kartene lagres som syltynne kort i en kortstokk inne i hippocampus, det området som regnes som hukommelsens arnested i hjernen.
Kortstokken er sortert etter valør, slik at de finkornede detaljkartene ligger øverst, og så blir kartene større og mer grovskissede dess lenger ned i stokken man kommer.
