Nye hjernefunn forklarer hvordan vi klarer å lage mentale kart

Å finne fram i verden er helt grunnleggende for å overleve. Nå vet forskere hvorfor hjernens GPS klarer å holde seg stabil.

Ane Charlotte Christensen. Forsker ved UiO.

STUDERER HJERNEN: Ane Charlotte Christensen er førsteforfatter av den nye studien. Studiet er gjort i laben til Marianne Fyhn og Torkel Hafting ved Universitetet i Oslo.

Foto: Ane Charlotte Christensen/UiO

Hjernen vår kan både lage og lagre mentale kart over steder vi besøker. Hver gang du oppsøker et sted, setter du stedsansen i sving.

Informasjonen fra vår egen, innebygde GPS blir lagret dypt inne i tinninglappen.

Stedsansen ble oppdaget av May-Britt og Edvard Moser i 2005. Noen år senere ble de hedret med Nobelprisen i medisin for sitt store gjennombrudd.

Nå har forskere ved Universitetet i Oslo gjort nye funn som omfatter den samme sansen.

– Dette var uventet, og det åpner opp for mange nye spørsmål, sier Ane Charlotte Christensen til NRK.

Hun er førsteforfatter av studien, som er publisert i det britiske tidsskriftet Nature Communications.

Sukker, proteiner og nerveceller

De nye resulatene fant forskerne etter å ha studert sukkerholdige proteiner i hjernen til rotter.

Inne i hjernen vår har vi en hel del nerveceller (nevroner), og rundt disse cellene ligger et nett av sukkerholdige strukturer. De fungerer som en slags støtte for nevronet, og kalles perinevrale nett.

Disse kan igjen sammenlignes med små nettingstrømper. Dersom «strømpene» går i oppløsning, forsvinner også langtidsminnene våre, viser tidligere forskning.

Nå har forskerne funnet ut at disse sukkerholdige nettene også skjerper stedsansen vår.

– Dette bidrar til at vi bedre forstår hvordan hjernen raskt kan danne mentale kart over nye steder vi besøker. På lengre sikt håper vi studien kan gi mer kunnskap om stedsansen vår som egenskap, sier Christensen.

Hjernecelle med perinevrale nett.

PERINEVRALE NETT: Mikroskopbildet viser nevroner, i rødt og blått, i medial entorhinal cortex. De perinevrale nettene (i grønt) omringer nevronet.

Foto: Universitetet i Oslo

Bremser evnen til å lære noe nytt

Som barn har vi få slike nett i hjernen. Da handler det nemlig om rask læring. For i voksen alder bremser «nettingstrømpene» hjernens evne til å endre på signaloverføringen mellom nervecellene.

Med andre ord bremser de rett og slett læringsprosessene. På denne måten hjelper hjernen oss å beholde den gamle kunnskapen vi allerede har.

Stedsinformasjonen blir lagret dypt inne i tinninglappen, hvor hjerneområdet kalt entorhinal cortex, spiller en viktig rolle. Dette er området styrer i tillegg tidssansen og minnene våre.

I dette området finner man gitterceller. Disse cellene har betydning for stedsansen og evnen til orientering. De danner regulære mønster, omtrent som koordinater på et kart.

Ustabile kart

Ved å registrere denne celleaktiviteten hos rotter, har forskerne undersøkt hvordan gitterceller oppfører seg i ulike miljøer – både med og uten perinevrale nett.

De fant ut at i rotter, som fikk fjernet nettet i det spesifikke området, tok det mye lengre tid å danne stedskart. Da rottene ble plassert tilbake i et kjent miljø, var de lagrede kartene ustabile.

Ved å fjerne nettene hos voksne rotter, endres lagret informasjon raskere enn før, ifølge forskerne.

– Det er dette vi tror skjer med stedsinformasjonen i entorhinal cortex. Her er nettene med på å holde mange parallelle kart intakte samtidig. De sørger for at det ikke skaper forvirring selv om vi forflytter oss rundt til nye steder, forteller forskeren.

Rotte brukt til hjerneforskning ved Universitetet i Oslo.

FORSØK PÅ ROTTER: Dersom man fjernet perinevrale nett i hjernen til rottene i studien, tok det lengre tid å danne stedskart.

Foto: Universitetet i Oslo

Får skryt fra NTNU

Clifford Kentros er professor ved Kavli-instituttet ved NTNU. Han mener studien er interessant.

Man har egentlig antatt at det meste utenfor selve nevronet bare har fungert som et slags stillas. Som en slags støtte uten innhold, forklarer forskeren ved NTNU.

– Men i denne studien antyder man at dersom dette stillaset raser, så ødelegger du faktisk minner som ble lagret for lenge siden. Det er veldig interessant, sier han.

Nå håper forskerne at den nye oppdagelsen skal bidra til å lære mer om sykdommen Alzheimer.

Alzheimer-gåten

Tidlige symptomer på Alzheimers sykdom er nettopp forvirring rundt sted, eller at man mister retningen eller følelsen av tid.

Ny forskning har vist at komponenter fra de sukkerholdige protein-nettene bidrar til å danne plakket som er karakteristisk i hjernen hos folk med Alzheimers, forklarer Ane Charlotte Christensen.

– Dette kan tyde på at nettene brytes ned og gradvis forsvinner under sykdomsløpet. Ved å forstå nettenes rolle i stedsansen, vil vi også lettere kunne sette symptomene i sammenheng med sykdomsmekanismen i hjernen, sier forskeren.