Norske nobelprisvinnere med nytt gjennombrudd

Tiden flyr når vi har det gøy, men går sakte når vi kjeder oss. Nå kan Moser-miljøet fortelle oss hvorfor: De mener å ha funnet tidssansen for opplevelser.

Rotten Marco

REGISTRERTE CELLEAKTIVITET: Rotten Marco tar en liten hvil før han igjen skal løpe nye runder i labyrinten, på jakt etter favorittmaten sin: maispinner. Ved å registrere aktiviteten til en spesiell gruppe celler har forskerne funnet en mekanismen for hvordan hjernen måler tid.

Foto: Erlend Lånke Solbu / NRK

Hvis du sitter i et rom og det ikke skjer noe rundt deg, føles det som om tiden går veldig sakte. Men sitter du i det samme rommet og det skjer svært mye – da går tiden raskt. Selv om vi er like lenge i rommet, målt i sekunder og minutter, oppleves tiden forskjellig.

– Dersom vi endrer hva vi holder på med, endrer vi også vår opplevelse av tid. Det handler ikke om absolutt tid, klokketid, men om vår subjektive oppfattelse av tid, sier Edvard Moser, professor ved Kavli-instituttet ved NTNU.

Forskningsrapporten, som er publisert i tidsskriftet Nature, viser at Moser og deres forskerteam har funnet det som kan beskrives som tidssansen. Hva vi fyller tiden vår med, endrer vår subjektive opplevelse av tid.

– Subjektiv tid, eller opplevd tid, er evnen til å si hva som skjedde fra start til slutt. Nervecellene registrerer tid som har gått i form av rekkefølgen til ulike hendelser, sier Moser.

Tidssans

ULIK OPPLEVELSE AV TID: Se for deg at du er på en skitur på fire timer. Den ytre opplevelsestiden samsvarer ikke med den innerste klokketiden. Tiden går litt i surr når du går opp fjellsiden, hvor sanseinntrykkene er ganske like og du gjør de samme bevegelsene. Mens når du kjører ned fjellsiden, rommer tiden uendelig mye informasjon. Du faller og slår deg, og har trolig et detaljert minne fra nedkjøringen, som egentlig bare tok ett minutt.

Foto: Skarpnes & Elmkvist Nilsen/ Kavli Institute for Systems Neuroscience

Rottene ga svar

For 12 år siden satte doktorgradsstipendiat Albert Tsao ved Kavli-instituttet seg et hårete mål: Han ville finne ut hvordan hjernen oppfatter tid.

Etter flere år med ulike forsøk og eksperimenter på rotter, oppdaget Tsao og Moser at de var på sporet av et cellenettverk som registrerer tid.

– Alle signalene vi så på forandret seg hele tiden. På samme tid var andre områder i hjernen helt stabile. Vi skjønte etter hvert at celleaktiviteten var avhengig av tiden som hadde gått og hva rotta hadde opplevd, sier Moser.

Derfor startet de opp med nye forsøk hvor rottene skulle løpe rundt i to ulike labyrinter. Den ene labyrinten var formet som et åttetall hvor rottene hadde få valg. De kunne enten gå til høyre eller til venstre. I den andre testen kunne rottene bevege seg fritt og hadde mange valgmuligheter.

Her kan du høre aktiviteten i nervecellene hos ei rotte, også kalt tidssignal. Denne aktiviteten forandrer seg systematisk med tid, og påvirkes av det man opplever. Forskerne får et komplett bilde av tidssignalet ved å se på aktiviteten til mange celler samtidig.

VIDEO: Her kan du høre aktiviteten i nervecellene hos ei rotte, også kalt tidssignal. Denne aktiviteten forandrer seg systematisk med tid, og påvirkes av det rotten opplever.

Ved å måle aktiviteten til cellene som styrer tidssansen for opplevelser, var forskerne i stand til å se hvordan rottene oppfattet tid under forsøkene.

– Da rottene gikk i den samme labyrinten mange ganger, og hadde få valgmuligheter, endret tidssignalet karakter. Det gikk fra å inneholde unike sekvenser, til et mønster som var veldig likt og gjentakende fra runde til runde. Når likheten blir så stor, tror vi at rottene ikke klarer å holde rede på tiden. Det sier Jørgen Sugar, postdoktor ved Kavli-instituttet, som har gjennomført mange av forsøkene.

Endring i nervesignalene

Hvis vi gjør de samme tingene dag etter dag, klarer vi ikke å skille dagene fra hverandre. Vi husker ikke om det skjedde på tirsdag eller torsdag. Forskerne tror at det samme skjedde med rottene i åttetallslabyrinten.

– Tidssignalet tyder på at de ikke visste hvor mange runder de hadde gått, eller hva som skjedde først og sist, sier Sugar.

Da rottene fikk bevege seg fritt og utforske det som var spennende, skjedde det en endring i nervesignalene.

– Tidssignalet ble mer unikt fra gang til gang, og hendelsene ble lagret som unike minner i tid. Vi tror derfor at rottene klarte å holde rede på hva som skjedde først, i midten og på slutten, sier Sugar.

Det kan bety at når vi gjør ting som oppleves spennende, klarer vi å huske hvor vi starta og hva som skjedde underveis. Hele opplevelsen blir lagret som en fortelling hvor vi husker rekkefølgen av hendelsene.

Edvard Moser, Jørgen Sugar, May-Britt Moser

FORSTÅ SYKDOMMER: Edvard Moser, Jørgen Sugar og May-Britt Moser tror funnet av tidssansen vil gjøre det enklere å forstå sykdommer som Alzheimer.

Foto: Erlend Lånke Solbu / NRK

– Vi er som små barn

Edvard og May-Britt Moser fikk Nobelprisen i 2014 for oppdagelsen av stedsansen og gridcellen, som befinner seg i et område i hjernen som heter medial entorhinal cortex.

I naboområdet, lateral entorhinal cortex, ligger tidssansen for opplevelser. Det er et helt nettverk av celler som forskerne mener skaper subjektiv tid, og holder orden på rekkefølgen av hendelsene for oss. Disse signalene blir videre sendt til hippocampus, området for hukommelse, og skaper våre minner.

Edvard og May-Britt Moser mener at funnet av tidssansen kan være like stort som funnet av stedsansen.

– Vi blir som små barn som koser oss. Vi ønsker å forstå hjernen bedre, og nå er vi ett skritt nærmere, sier May-Britt Moser.

– Spennende og viktig

Michael Hasselmo, professor og direktør for senter for nevrovitenskap ved University of Boston, har vært med og vurdert forskningsrapporten.

– Disse funnene er veldig spennende og viktig for å bekrefte det tidligere studier har antatt. Denne oppdagelsen er ikke like stor som funnet av gridcellene og stedsansen, men det blir veldig interessant å se hva det kan føre til i framtiden, sier Hasselmo til NRK.

Forskerne kan ikke si så mye om hva funnet av tidssansen betyr før mange flere spørsmål er besvart. Edvard Moser har et mål om å forstå nevrologiske og psykiske lidelser, som Alzheimer.

– Det er viktig å forstå både tid og sted om man skal forstå hvordan hjernen virker. Jeg tror det kan hjelpe oss i å forstå hva som går galt i et veldig tidlig stadium av Alzheimer. Klarer vi å forstå det, kan vi gripe inn med tidlig behandling, sier han.