NRK Meny
Normal

Norske hjerneforskarar med nytt banebrytande funn: Du har fire stadsansar

Minst fire hjernekart hjelper oss med å navigere og lagre minne, viser ny forsking. Oppdaginga kan leggje grunnlaget for forståing og behandling av Alzheimer.

Rotte og gittercelle

Måling av aktivitet i hjerneceller hos rotter har gitt ny innsikt i stadsansen vår.

Foto: Geir Mogen, NTNU

OPPDATERT: Ekteparet Moser vant Nobelprisen i medisin 2014 for blant anna forskninga du kan lese om i denne saka.

_______________________________

Hjerneforskarane ved Kavli-instituttet / Senter for hukommelsesbiologi ved NTNU har avdekka at stadsansen vår består av fleire delar.

– Vi kan fastslå at vi har minst fire stadsansar. Vi ser tydeleg spor av ein femte, og kan ha så mange som ti, seier Edvard Moser i ei pressemelding frå NTNU.

Moser er ein av seks forskarar bak studien som blir publisert i Nature 6. desember. Forskarekteparet Tor og Hanne Stensola står som hovudforfattarar av studien.

Det nøyaktige talet på stadsansar kan ikkje forskarane slå fast før dei har gjort målingar i heile hjerneområdet der stadsansen er. Så langt har dei berre målt halvparten.

Funnet blir rekna for å vere like interessant som den banebrytande oppdaginga av dei såkalla gittercellene (sjå faktaboks) som vart gjort av forskarar frå det same senteret i 2005.

Alzheimer

– Vi er interessert i stadsansen fordi det er noko av den enklaste åtferda vi kan forstå. Dersom vi forstår stadsansen er vi på veg til å forstå andre og endå meir avanserte hjernefunksjonar også, fortel Edvard Moser til NRK.no.

– Det ultimate målet er å forstå tenking. Stadsansen hjelper oss å komme dit, for då er vi komme opp i dei mest avanserte delane av hjernen.

Det å forstå stadsansen kan også vise seg å bli viktig for å forstå og behandle psykiatriske og nevrologiske sjukdommar, og mest aktuell er folkesjukdommen Alzheimer.

Hjernens kartceller

Biletet viser dei fire ulike hjernekarta som forskarane ved NTNU har funne. Dei grå strekane representerer rottas rørsler, mens dei røde felta markerer stadane der rottas gitterceller var spesielt aktive.

Foto: Tor Stensola, CBM/Kavli Institute for Systems Neuroscience

– Området i hjernen der stadsansen sit [entorhinal cortex] er også vanlegvis det første området som blir råka hos alzheimerpasientar, fortel Moser.

– Det første ein gjerne ser hos alzheimerpasientar er at dei mister stadsansen, så kjem hukommelsen.

– Det å kunne forstå korleis denne delen av hjernen jobbar er nok med på å leggje grunnlaget for å forhindre Alzheimer, og også kanskje kunne behandle dersom det ikkje er for seint, fortel Moser.

May-Britt og Edvard Moser

May-Britt og Edvard Moser med rottene som gir dei ny innsikt i hjernen.

Foto: Geir Mogen, NTNU

– Stadsansen eit rammeverk for hukommelsen

Også denne gongen er det gittercellene i hjernen til rotter forskarane har sett på, og det dei har funne er at desse cellene utgjer ulike nettverk, eller ulike kartmodular, som kan endre seg uavhengig av dei andre.

Gittercellene i kvar modul sender signal vidare til hippocampus, som er sjølve bibliotekaren i vårt minnebibliotek. For kvar minste vesle endring i omgivnadene sender stadsansen ein ny og unik kode inn i hippocampus.

Hjernens mange kart

Dei separate gitterkarta kan skape store mengder unike kombinasjonskodar og kan nyttast til å knytte kvart minne med spesifikk stadsinformasjon. På biletet ser vi Hanne Stensola.

Foto: Tor Stensola, CBM/Kavli Institute for Systems Neuroscience

For hukommelsen er det ein stor fordel at stadsansen er organisert på denne måten, ifølgje Moser.

– I kvardagen har vi uendeleg mange minner som vi må lagre, og for å kunne huske dei er vi avhengig av at hjernen vår kan lage ein ny kombinasjon av aktivitetsmønster.

Han gir eit døme:

Når du hugsar møtet med ein person, hugsar du også staden der møtet skjedde. Faktisk vil du ikkje vere i stand til å hugse møtet utan også å hugse staden.

– Stadsansen er eit slags rammeverk som hukommelsen blir koda inn på, forklarer Moser.

May-Britt Moser

Forsøksrottene bevegde seg i to ulike miljø, først ein kvadratisk boks, deretter ein liknande, men rektangulær boks. Forskarane fann at nokre av hjernekarta hos rottene vart skalert med endring i omgivnadene, mens andre ikkje gjorde det.

Foto: Geir Mogen/NTNU

– Sperra opp auga

Då forskarane rekna på skilnaden i målestokken mellom dei ulike hjernekarta, fann dei også ein overraskande ryddig matematisk samanheng mellom dei ulike delane av stadsansen.

For kvart enkelt hjernekart aukar storleiken på målestokken med 42 prosent.

– Det er ikkje ofte vi finn slikt i hjernen, der det stort sett berre er kaos. Så når vi ser at det faktisk er ein geometrisk talfølgje i hjernen, då sperrer vi opp auga. Her er det for ein gong skuld noko som er regulært, seier Edvard Moser.

Rotte med elektroder

Nye teknikkar har gjort det mogleg å måle aktiviteten i heile 186 gitterceller i ein og same rottehjerne.

Foto: NTNU

Men kvifor det er slik, det kan forskarane enno ikkje svare på.

– Vi trur at sidan det er så rigid er det nok langt på veg styrt av genetiske prosessar, og det er sannsynlegvis uavhengig av erfaringar som kvart dyr eller menneske gjer, seier hjerneforskaren.

– Det kan vere at dersom du har ein skala som skil seg frå kvarandre med ein faktor på 1,42 så får du kanskje dekka miljøet på best mogleg måte med færrast mogleg celler. Slike ting spekulerer vi i, men vi veit ikkje.

Kvifor stadsansen har denne faktoren på 1,42 er blant spørsmåla forskarane ved Senter for hukommelsesforsking no ønskjer å finne svaret på.

– Vi trur at mykje av forståinga av dette vil liggje i å forstå korleis nervesystemet blir kopla opp heilt frå starten av, trur Moser.

– Det går i rakettfart i hjerneforskinga for tida, så det er ei artig tid å jobbe med dette, seier han.