https://bodybydarwin.com
Slider Image

Trikse rotter med forsterket virkelighet låste opp en hemmelighet om våre egne hjerner

2021

Har du noen gang sluppet av en tredemølle eller et fortauet på en flyplass og hadde den irriterende følelsen av at hele verden beveget seg i et annet tempo? Det er det ikke, men ny forskning fra forskere ved Johns Hopkins University gir detaljer om hva som faktisk skjer hos rotter - og i oss.

Rotter og mennesker har begge en hippocampus, regionen i hjernen som omhandler hukommelse og navigasjon. Noen nevroner i dette området av hjernen, kjent som "stedceller", lyser opp når et menneske eller en rotte kommer tilbake til et sted den gjenkjenner. Disse stedceller skyter på et bestemt sted kjent som ”skytefeltet.” Hva som forårsaker dannelse av skytefelt er fortsatt ikke helt forstått, men denne nye forskningen kaster litt lys over saken.

Å få disse svarene tok litt sære eksperimentdesign. Forskere konstruerte en kuppel med et sirkulært bord i, der de kunne projisere bilder av "landemerker." Deretter la de til rotter og overvåket hippocampusfunksjonen deres i sanntid, for å se hvilke nevroner som lyste opp når.

"Det er tre landemerker som er projisert, og rotta løper rundt i en sirkel, " sier studie Manu Madhav. Madhav er postdoktor som jobber innen nevrovitenskap og maskinteknikk ved Johns Hopkins. "Når rottene løper rundt, er landemerkene i utgangspunktet ikke i bevegelse i det hele tatt." Under denne prosessen oppførte rottenes nevroner seg som forventet: stedcellene avfyrt på stabile steder på bordet, noe som indikerer at rottene kjente igjen plasseringen.

Senere begynte forskerne imidlertid å flytte landemerkene. Tenk deg at rottene spilte et førstepersons videospill med uklare omgivelser rundt seg: ved å bevege seg dit landemerker så ut til å være, skapte forskerne en visuell illusjon som fortalte gnagere at de beveget seg raskere eller saktere enn deres faktiske tempo. Endelig matchet forskerne tempoet i landemerkene med tempoet til rottene, så det så ut som om de ikke beveget seg i det hele tatt i forhold til bildene.

Dette førte til et uventet funn. Forskerne hadde forventet at illusjonen ville påvirke stedcellene i hjernen, som ville bli forvirret om hvor rottene var i rommet. Dette er fordi, som oss, rotter tolker omgivelsene sine ved å triangulere deres posisjon i forhold til tingene rundt dem. Gitt visuell informasjon som antyder at de beveget seg i et annet tempo, ville stedcellene - hvis du vil - den interne GPS-en, antagelig kalibrere seg.

Men forskerne forventet ikke at denne rekalibreringen ville strekke seg til tilfeller der landemerkebevegelse fikk det til å se ut som om rottene ikke var i bevegelse i det hele tatt, selv om de tydeligvis var. Du forventer at på et tidspunkt disse nevronene ville gi seg, sier Madhav. Men de fortalte bare rotta at den sto stille. Hos et menneske kan det føles noe som en øyeblikkelig desorientering etter at du forlater en gangvei på en flyplass.

Forskerne prøvde også å forsvinne landemerkene helt og fant ut at endringene oppfattet raskere eller saktere bevegelse utspilte seg i rottenes hippocampi.

Dette kan høres ut som en liten detalj, men stedceller er mer enn bare vår nvendige GPS. Forskning antyder at de også er dypt involvert i minnedannelse. Å forstå hvordan denne regionen i hjernen fungerer, kan hjelpe med alt fra å lage nye behandlinger for Alzheimers sykdom til å utforme mer effektive roboter. Plasseceller er ekstremt grunnleggende for oss, sier Dori Derdikman, en nevrovitenskapsmann som underviser ved Israel Institute of Technology og ikke var involvert i den nåværende forskningen. Ved å lære om hvordan de fungerer, sier han, lærer vi hvordan minnene våre er organisert.

Det betyr at denne forskningen er store nyheter, fordi den gir flere detaljer om hva som får stedceller til å danne skytefeltene de gjør. Nevrovitere vet at det har noe å gjøre med måten vi husker stier og steder i forhold til oss selv. Men det var ikke helt klart om stedceller avfyrt bare fordi de kjente igjen landemerker eller som en del av en prosess med å finne ut stier og huske dem for fremtidig bruk. Denne studien viser at visuelle landemerker er en viktig måte at rotter lærer stier og kalibrerer sin posisjon i forhold til de andre stedene de husker å ha vært.

Det er overraskende hos rotter, sier Derdikman, siden gnagere ikke er generelt ansett for å ha en veldig sterk visuell sans. Jeg synes det er et veldig smart eksperiment, sier han.

Hva du skal vite om fekale transplantasjoner i kjølvannet av den første dødsfallet

Hva du skal vite om fekale transplantasjoner i kjølvannet av den første dødsfallet

En Shiatsu-massør for 40 prosent avslag?  Jeg vil kjøpe den.

En Shiatsu-massør for 40 prosent avslag? Jeg vil kjøpe den.

Dine moderne kjøkkenutstyr vil antagelig ikke ta fyr - ja, til og med Crock-Potter

Dine moderne kjøkkenutstyr vil antagelig ikke ta fyr - ja, til og med Crock-Potter