Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Jak umysł tworzy wielokrotne mapy poruszania się

Zespół naukowców norweskich przeprowadził eksperymenty na szczurach, aby naświetlić zjawisko tworzenia przez mózg systemu mapowania, który pomaga nam się poruszać i bez trudu przemieszczać się z jednego miejsca na drugie. Badania zespołu, opublikowane w czasopiśmie 'Nature Neu...
Jak umysł tworzy wielokrotne mapy poruszania się
Zespół naukowców norweskich przeprowadził eksperymenty na szczurach, aby naświetlić zjawisko tworzenia przez mózg systemu mapowania, który pomaga nam się poruszać i bez trudu przemieszczać się z jednego miejsca na drugie. Badania zespołu, opublikowane w czasopiśmie 'Nature Neuroscience', ujawniły, że mapy są tworzone przez mózg, a następnie 'spinane' przez mechanizm mapowania umysłowego, umożliwiając poruszanie się w pożądanym kierunku przy minimalnym wysiłku.

Skąd człowiek wie, jak ma poruszać się w codziennym życiu? Podczas przeciętnego dnia większość z nas dużo się porusza, ale nie myślimy o tym, jak dojść z jednego miejsca do drugiego. Teraz naukowcy z Norwegian University of Science and Technology (NTNU) odkryli przy pomocy eksperymentów na szczurach, że ich umysłu stale tworzą wielokrotne niezależne mapy, które umożliwiają im poruszanie się w pożądanym kierunku w każdym nowym miejscu. Naukowcy mówią, że odkrycia na szczurach odnoszą się z dużą dozą prawdopodobieństwa również do ludzkiego mózgu.

Cztery lata temu zespół badawczy z NTNU's Kavil Institute for Systems Neuroscience posłużył się komórkami siatkowymi w systemie współrzędnym, aby dokonać przełomu w odkryciu tego, jak mózg tworzy nowe mapy dla nowych sytuacji. Teraz w nowych badaniach prowadzonych przez dr Dori Derdikman oraz współpracowników z tego samego zespołu odkryto całkowicie nowy aspekt logistyki mapowania przez mózg.

Badacze odkryli, że mózg ludzki bez przerwy tworzy serię nowych map, niektóre wysoce szczegółowe, inne bardziej podstawowe. Ujawnili również, że mózg posiada 'zaawansowany system sortowania' dla celów klasyfikowania tych map.

Zespół długo się zastanawiał nad tym, 'czy wszystkie informacje pochodzące z mapowania mózgu są przechowywane w jednej mapie', mówi dr Derdikman. 'Więc wymyśliliśmy sposób, aby to sprawdzić.' Badacze przeprowadzili eksperymenty polegające na obserwowaniu szczurów, podczas gdy one poruszały się przez małą otwartą przegrodę.

Gdy szczury po raz pierwszy wpuszczono do przegrody, badacze zmierzyli ich aktywność mózgu. Pomiary stworzyły mapę, która odpowiadała temu, jak komórki siatkowe szczura wymierzyły dany obszar. Kiedy już naukowcy zobaczyli w oczywisty sposób, jak wygląda 'mapa umysłowa' szczurów, zmienili układ przegrody poprzez włożenie do niej ścianek celem stworzenia labiryntu z zakrętami o 180o.

'Gdy włożono ścianki, coś się stało z mapami szczurów,' powiedział dr Derdikman. 'Najpierw zarejestrowaliśmy tę samą mapę. Ale kiedy szczury obeszły zakręt o 180o w labiryncie, mapa uległa całkowitej zmianie. Zdarzyło się tak kilkakrotnie, każdorazowo w powiązaniu z tym, kiedy szczury obchodziły ściankę i wchodziły do nowego korytarza.'

Badania pokazały, że gdy szczury skonfrontowano z nową przestrzenią, ich mapy umysłowe ulegały zmianie, aby umożliwić im poruszanie się w pożądanym kierunku. Stało się jasne, że cała seria map została stworzona przez szczury, a następnie 'spięta' przez mechanizm mapowania w ich mózgach. Badacze mówią, że sposób, w jaki działa ten system mapowania, jest prawdopodobnie również taki sam, co u ludzi.

Było jasne dla zespołu badawczego, że to otoczenie fizyczne wywoływało tworzenie nowej mapy, a nie wyuczone zachowanie. Ostatnio odkryty rodzaj komórki, zwany komórką graniczną, może stanowić odpowiedź na zmiany map u szczurów, gdyż komórki graniczne wydają się być odpowiedzialne za określanie w mózgu, gdzie kończy się jedno otoczenie, a zaczyna drugie.

'Być może te komórki graniczne są tym, co sygnalizuje mózgowi, aby zmienić mapy, gdy przechodzimy przez granicę w naszym otoczeniu,' powiedział Trygve Solstad, członek zespołu badawczego. 'Uważamy, że istnieje ten rodzaj zmiany otoczenia, gdy szczury wchodzą do nowego korytarza w labiryncie zakrętami o 180o'. Teraz należy podjąć kolejne badania, aby potwierdzić tę hipotezę.

Źródło: Norwegian University of Science and Technology (NTNU); Nature Neuroscience

Powiązane informacje

Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę