Kategorie Nauka

Na podstawie aktywności neuronów naukowcy są w stanie przewidzieć, jaką drogę wybierze szczur

W hipokampie ulokowane są specjalne neurony zwane komórkami miejsca i działają odrobinę jak GPS mózgu. Całą strukturę potocznie nazywa się neurobiologicznym systemem orientacji przestrzennej.


GPS mózgu

Komórki miejsca uruchamiają się, gdy wkraczamy w określone miejsce w swoim otoczeniu. Wtedy też neurony zaczynają formować mapę poznawczą w mózgu. Wykorzystanie systemu umożliwiło naukowcom śledzenie aktywności neuronów i ustalenie, gdzie w danej chwili przebywa szczur.

Zespół badawczy postanowił jednak iść krok dalej – na podstawie aktywność komórek miejsca postanowili spróbować przewidzieć drogę, którą wybierze szczur. Eksperyment zakończył się sukcesem.

Na podstawie aktywności neuronów naukowcy są w stanie przewidzieć, jaką drogę wybierze szczur

Komórki miejsca

Jak donosi czasopismo Neuron, zespół zauważył, że aktywacja konkretnej komórki miejsca może być powiązana z lokalizacją szczura, a nawet drogą, którą zdecyduje się wybrać.

W trakcie eksperymentów szczury zostały umieszczone w ośmioramiennym labiryncie. Na końcu trzech korytarzy znajdował się smakołyk dla gryzoni.

Na podstawie aktywności neuronów naukowcy są w stanie przewidzieć, jaką drogę wybierze szczur

Pamięć referencyjna

Początkowym celem badania było sprawdzenie pamięci referencyjnej, która pozwalała szczurowi uporządkować drogę – w których korytarzach znajduje się przekąska, a które gryzoń wciąż powinien odwiedzić.

Zespół był w stanie zaobserwować, w jaki sposób przebiega „wypalanie” komórek miejsca podczas wykonywania konkretnych zadań. W testach pamięci referencyjnej, sekwencja aktywności neuronów pozwoliła naukowcom przewidzieć dokąd szczur postanowi się udać.

Na podstawie aktywności neuronów naukowcy są w stanie przewidzieć, jaką drogę wybierze szczur

To daje nam wgląd w to, co zwierzę myśli o przestrzeni. Wykorzystaliśmy tę koncepcję, aby zrozumieć, jak myślą szczury podczas zadań, które testują ich pamięć przestrzenną. Gryzoń myśli o innym miejscu niż to, w którym właśnie się znajduje, co pozwala nam przewidzieć, który wybierze labirynt.

Zła droga

Zespół był w stanie przewidzieć coś więcej niż to, dokąd pójdzie szczur. Naukowcy z łatwością mogli powiedzieć, kiedy szczur wybrał złą trasę – gdy popełnił błąd, odtwarzał losową drogę. Badania są bardzo ważne w odniesieniu do pamięci referencyjnej.

Mózg naprawdę potrafi nawigować i doskonale pamięta miejsca, do których powinniśmy się udać. Wykorzystuje do tego hipokamp, który jest niezwykle ważny dla zadań przestrzennych, a każda lokalizacja jest konkretną pozycją na liście miejsc.


Fotografie: ist.ac.at, cell.com