Moser-forskere identifiserer «hjernens søkelys» i ny studie

Et forskningsteam ledet av de anerkjente nevrovitenskapsfolkene May-Britt Moser og Edvard Moser ved Kavli-instituttet for nevrovitenskap ved NTNU, har gjort et banebrytende funn om hvordan hjernen vår bearbeider informasjon om omgivelsene. Studien, som publiseres i det prestisjetunge vitenskapelige tidsskriftet Science, identifiserer det forskerne kaller «hjernens søkelys» – en mekanisme som lar oss fokusere oppmerksomheten på relevante stimuli i miljøet.

Funnene bygger videre på Nobelsprisvinnende arbeid fra 2005, der Moser-paret oppdaget «gitterceller» i rottehjernen. Disse cellene spiller en avgjørende rolle for stedsans, ved å danne et slags mentalt kart som hjelper oss med å navigere. Tidligere forskning hadde vist at disse gittercellene sender ut «mentale følehorn» som kartlegger posisjonen vår under bevegelse, og at disse signalene går frem og tilbake i en fast rytme, lik en maskinell prosess.

Det nye gjennombruddet kom da forskerne observerte hjerneaktiviteten til rotter som jaktet på mat. I disse situasjonene, der oppmerksomheten må rettes mot spesifikke, viktige hendelser – som matbiten – endres gittercellenes aktivitet. «Det vi fant ut nå er at hjernen faktisk kan overstyre det og rette søkelyset mot de tingene som er viktige», forklarer Edvard Moser. Når noe skjer i nærheten av rotten, eller noe krever dens oppmerksomhet, slutter signalene fra gittercellene å følge den jevne, frem-og-tilbake-rytmen. «Da kan disse sveipa plutselig skyte ut og bruke stadssansen til å være merksam på noe som skjer i miljøet», sier May-Britt Moser.

Kontekst og implikasjoner for menneskelig kognisjon

Denne dynamiske justeringen av hjerneaktiviteten, «hjernens søkelys», gjør det mulig for oss å integrere eksterne hendelser med vårt indre mentale kart. For en rotte kan dette være en matbit som endrer retningen på stedsansens kartlegging. Hos mennesker kan det være en annen person som beveger seg i synsfeltet. «På den måten kan en bruke stadssansen til å bygge et kognitivt kart. I koordinatsystemet som stadssansen er, kan en kople på hendelser», utdyper Edvard Moser. Abraham Zelalem Vollan, en av forskerne bak studien, beskriver det som at «når rotta går bakover på denne måten, så ser vi at sveipa i det mentale kartet også går bakover. Litt som et ryggekamera, kan du si.»

Selv om forsøkene ble utført på rotter, er forskerne overbevist om at mekanismen er overførbar til mennesker. «Sannsynligheten for at prinsippene er sånn hos oss også er enormt stor», sier May-Britt Moser. Dette betyr at vi gjennom studiet av rotters hjerneaktivitet lærer grunnleggende prinsipper om vår egen kognisjon. Videre kan disse funnene ha stor betydning for forståelsen av nevrologiske sykdommer. «Forstår vi den normale hjernen, så kan vi også skjønne hva som går galt i sykdommer», forklarer Edvard Moser. Spesielt relevant er funnene for sykdommer som rammer stedsans-området i hjernen, slik som Alzheimers. «Disse sveipa er i stad-sanseområdet i hjernen, som er det første som blir rammet ved alzheimersykdom», påpeker han. Dermed kan «hjernens søkelys» være en nøkkel til å forstå og potensielt behandle tidlige stadier av slike degenerative sykdommer.