– Dette er et gigafunn, sier May-Britt Moser

Teamet til nobelprisvinnerne Edvard og May-Britt Moser har funnet en ny type hjernecelle. De har oppdaget cellene som gjør at vi klarer å beregne avstand og retning til tingene rundt oss.

Musa Brian sammen med forsker Øyvind Arne Høydal

GJENNOMBRUDD: Musa Brian har vært med på mange av forsøkene som førte til oppdagelsen av de nye hjernecellene.

Foto: Frida J. Krüger / NRK

Se for deg at du løper hurtig gjennom en skog med mye kratt og greiner. Du har god fart, men manøvrerer deg gjennom uten å krasje med noe.

Nå har forskere funnet ut hvordan du klarer dette.

Ny oppdagelse

Professor May-Britt Moser er i fyr og flamme.

– Dette er et gigafunn! Den nye oppdagelsen er helt på linje med funnene av gridcellene, så dette er kjempestort.

Edvard og May-Britt Moser fikk nobelpris for sine banebrytende oppdagelser av blant annet gridcellene. Disse cellene lager et slags et kart i hjernen vår, som vi navigerer og orienterer oss ut fra.

Nå har de oppdaget enda en viktig del av det vi kaller stedsansen vår, nemlig hvilke celler som måler avstand og retning til alle objektene i våre omgivelser.

Hjernecellene har fått navnet objekt-vektorceller, og viser hvordan vi forholder oss til ting vi har rundt oss.

May-Britt Moser, Øyvind Arne Høydal og Edvard Moser

FORNØYD: May-Britt Moser, Øyvind Arne Høydal og Edvard Moser mener oppdagelsen av objekt-vektorcellene er på linje med funnet av gridcellene.

Foto: Frida J. Krüger / NRK

Objektene rundt oss

Menneskehjernen består av rundt 100 milliarder nerveceller. Hver og en av disse mottar signaler fra rundt 10 000 andre nerveceller.

Gjennom et finurlig samspill styrer de alt vi gjør, både det vi tenker og sanser.

– Nesten uansett hva vi gjør så må vi ta hensyn til omgivelsene. Du må ha en forståelse av hvor du er i forhold til objektene for å kunne springe i skogen, gå på gata eller bevege deg i et rom, sier Øyvind Arne Høydal til NRK.

Han er forsker ved Kavli-instituttet på NTNU, og hovedforfatter bak forskningsrapporten som er publisert i tidsskriftet Nature.

Oppgaven til objekt-vektorcellene er å fortelle deg hvilken retning og avstand du har til hvert objekt.

Illustrasjon av hjernen

OMRÅDET: Både gridcellene og objekt-vektorcellene tilhører et område som heter entorhinal cortex. Det området ligger midt inne i tinninglappene i hjernen, og er merket med gult.

Foto: Rita Elmkvist Nilsen, Albuerom, Helmet / Kavli Institute for Systems Neuroscience

Hvordan vi orienterer oss

For å forstå hvordan disse cellene fungerer tar vi et eksempel:

Når du ser en lyktestolpe sendes sanseinntrykket inn til objekt-vektorcellene inne i hjernen. Disse cellene måler hele tiden avstanden og retningen til stolpen. Den informasjonen blir så videresendt til andre celler, som igjen gir beskjed til kroppen om at du ikke kan gå akkurat der.

De nyoppdagede cellene gjør beregninger hele tiden, selv om vi beveger oss. Objekt-vektorcellene bryr seg ikke om du ser objektet eller ikke, de gjør sine utregninger uansett.

Så selv om du står med ryggen til lyktestolpen og er opptatt med andre ting, vil objekt-vektorcellene hele tiden beregne avstanden din til lyktestolpen bak deg. Det vil si, om du har vært der før og husker stedet.

– Objekt-vektorcellene jobber sannsynligvis sammen med gridcellene. Gridcellene lager et koordinatsystem, og objekt-vektorcellen gjør beregninger av objekter. Alt dette handler i bunn og grunn om hvordan vi er i stand til å orientere oss i et miljø, sier professor Edvard Moser til NRK.

Han og May-Britt Moser er instituttledere for Kavliinstituttet på NTNU.

Alt fra Nidarosdomen til skruehull

Objektet kan være en stol, et trafikkskilt eller Nidarosdomen. Men også ting som ikke er til hinder for deg, som et skruehull i taket.

Objekt-vektorcellene bryr seg ikke om hvor viktig tingene er. Så lenge du har lagt merke til objektene og bruker dem til å orientere deg i omgivelsene.

Musen løper rundt objekter

MUSEFORSØK: Musa Brian måtte forholde seg til mange ulike objekter under forsøkene som ledet fram til oppdagelsen av objekt-vektorcellene.

Foto: Frida J. Krüger / NRK

Duploklosser og legomenn

Mus og rotter har vært helt avgjørende når forskerne har gjort sine oppdagelser.

Da forskerne oppdaget gridcellene, vår indre GPS, hadde de gjort forsøk der rotter gikk rundt i en tom boks. Her var det verken hindringer eller objekter som opptok rottas oppmerksomhet.

Når de nå har greid å identifisere de nye cellene, har de latt mus gå i en slik boks, men denne gangen utstyrt med ulike objekter som duploklosser og legomenn. I tillegg ble det hengt opp ting over boksen, som ikke var til direkte hinder for musa.

Ved hjelp av tynne elektroder som registrere aktiviteten mellom cellene i musehjernen, klarte forskerne å finne de cellene som hjelper oss å registrere objektene rundt oss. De oppdaget at musa begynte å bruke objektene for å finne frem.

Roboter har en lang vei å gå

Også robot-teknologi drar nytte av de nye oppdagelsene innenfor hjerneforskning.

Ved å bruke oppbygginga til en gridcelle i roboter, kan forskere på kunstig intelligens trene roboter til å finne nye veier, ta snarveier, og navigere mer effektivt enn mennesker.

Oppdagelsen av objekt-vektorcellene vil trolig være interessant for videre utvikling av kunstig intelligens.

– Når roboten får stor nok likhet med rotte- eller musehjerner, kan vi bruke roboter til å teste ut hypoteser. Da slipper vi å bruke levende dyr i alle forsøk, sier Edvard Moser.

Det er gode nyheter for Brian og hans artsfrender.

Alzheimer-gåten

I tillegg fører dette funnet Moser-duoen ett skritt nærmere sitt mål om å forstå hjernen. Men kunnskapen kan også brukes i kampen mot sykdommer.

Alzheimer er et eksempel på en sykdom som opptar forskerteamet. Demenssykdommen begynner med celledød i området som inneholder gridceller og objekt-vektorceller.

– Jo mer vi lærer om cellene og hjernesystemet, jo nærmere kan vi komme i forståelsen av hva som egentlig går galt. Den grunnkunnskapen er et viktig skritt for å løse Alzheimer-gåten, sier Edvard Moser.