Hva er det i hjernen vår som gjør at vi husker hvor vi nærmest på automatikk legger bilnøklene, vet hvor vi har de små glassvasene i kjøkkenskapet eller enkelt kan fiske frem skøytene fra kjellerbodens kassesystem selv om de ikke har vært i bruk på flere år?
Nå har hjerneforskere ved Institutt for medisinske basalfag studert musehjerner for å finne ut mer om hvordan hjernen lagrer informasjon om plasseringen til objekter. Svarene kan bidra til nye behandlingsformer for sykdommer som fører til hukommelsessvikt, som for eksempel Alzheimers.
Menneskehjernen lager mentale skisser
Hjernen vår har en utrolig evne til å huske den romlige konteksten tilknyttet minnene våre. Når du tenker på ditt eget hjem, kan du enkelt danne en mental skisse av både kjøkkenet og stua. Dette er en bemerkelsesverdig ferdighet som mennesker deler med mange andre dyr.
I lang tid har det vært kjent at en spesifikk del av hjernen, kalt hippocampus, er ansvarlig for å lagre den romlige organiseringen av kjente steder. Men hjemmene våre er ikke tomme rom; De er fylt med gjenstander, og vi har en fantastisk evne til å huske nøyaktig hvor disse objektene befinner seg. Hvordan bearbeider hjernen denne informasjonen?
Inspirert av tidligere studier av blinde
– Vi har sett nærmere på hvordan hjernen lagrer informasjonen om plasseringen til objekter. Vi ble inspirert av tidligere studier som undersøkte hvordan blinde eller synshemmede mennesker utvikler mentale kart over objekters plassering ved hjelp av berøringssansen, enten ved å bruke fingrene eller stokker, sier førsteamanuensis Koen Vervaeke ved avdeling for fysiologi.
Han forklarer at fordelen med å studere blinde mennesker er at de er avhengig av å danne seg et minne av objekters plasseringer siden de ikke kan bruke synet for å finne gjenstander.
– Tidligere studier har brukt funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI) for å observere hjernemønstrene til blinde mennesker. De fant at en bestemt del av hjernen, kjent som retrosplenial cortex, ble aktivert når deltagerne berørte og utforsket gjenstander. Imidlertid gir fMRI kun en generell ide om hvilke områder i hjernen som blir aktive, og det viser ikke hvordan nettverk av individuelle hjerneceller samarbeider for å lagre objektplasseringer, sier Vervaeke.
Så denne gangen rettet forskerne i stedet oppmerksomheten mot mus.
To svært viktige funn
– Mus er aktive om natten, og er derfor svært godt tilpasset et liv i mørket. På lignende vis som blinde mennesker bruker stokker, bruker mus værhår, lange følsomme hår på snuten, for å utforske sitt miljø, sier Vervaeke.
Forskerne skapte derfor en slags taktil virtuell verden der musene kunne bevege seg og utforske objekter i mørket. Mens musene utforsket denne virtuelle verdenen, brukte forskerne avanserte laserskanningsmikroskoper for å måle aktiviteten til tusenvis av individuelle hjerneceller i hjernen til musene.
– Vi fant at visse hjerneceller i retrosplenial cortex ble aktive når musene var nær objekter, sier Vervaeke.
Og da forskerne undersøkte hjernecellene nærmere, oppdaget de to svært viktige ting.
– For det første var det noen av disse nevronene som faktisk forutsa hvor et objekt befant seg før musene var fysisk nær objektet. For det andre fortsatte disse nevronene å være aktive selv når objektet var fjernet. Dette peker sterkt mot at nevronene i retrosplenial cortex spiller en nøkkelrolle i vår evne til å huske og forutsi plasseringen av objekter, sier Vervaeke.
Håper å kunne utvikle nye behandlingsmetoder
Retrosplenial cortex er et av de første hjerneregionene som blir påvirket av nevrodegenerative sykdommer som Alzheimers. Derfor er det kanskje ikke overraskende at å stadig glemme hvor du har lagt nøklene dine kan være et tidlig faresignal for slike sykdommer.
– Vi har som mål å få en bedre forståelse av hvordan friske hjerner lagrer informasjon om objekter, noe som kan bidra til utviklingen av nye behandlingsmetoder for hukommelsessvikt, sier Vervaeke.