Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Oslo - les mer.
I hjernen din blir tid og sted til ett
Om du utvikler Alzheimers sykdom, mister du ikke bare begrepet om tid – du mister også begrepet om sted. Kan tid og sted være to sider av samme sak?
Professor Koen Vervaeke utformet en hukommelsesoppgave for mus. Han overvåket aktiviteten til nerveceller i området bakerst i hjernebarken.
(Foto: Hanna Sætre Sollien / UiO)
Rundt 100.000 mennesker i Norge lever i
dag med demenssykdom som Alzheimers sykdom.
Dette tallet forventes å dobles
frem mot 2050.
Ved Institutt for medisinske basalfag ved Universitetet i
Oslo jobber forskere for å forstå mer av hva som skjer i hjernen, slik at vi
kan forebygge eller bremse utviklingen av slike sykdommer.
– Alle minner består av ulike komponenter. Du husker ikke bare hva du spiste til middag i går, men også når og hvor, sier professor Koen Vervaeke.
Opplevelsen av tid og sted rakner ved Alzeimer
– Vi tenker ofte på tid og rom som forskjellige ting – et skille skapt av filosofer og fysikere som er utrolig praktisk for å organisere livene våre. Men hjernecellene våre ser det ikke slik, sier professoren.
Disse cellene skiller ikke mellom et skritt fremover i rommet og et sekund som går av tiden.
I stedet registrerer cellene en kontinuerlig strøm av informasjon fra sansene våre, og følger hendelser mens de utspiller seg. For hjernens interne nettverk er tid og sted i praksis to sider av samme sak, forklarer han.
– Ved Alzheimers sykdom er det derfor ikke overraskende at begge påvirkes. Når nervecellenes nettverk skades, begynner vår opplevelse av hvor og når å rakne samtidig.
Milliarder av nerveceller hjelper oss å tolke verden
Det å huske hvor, når og hvordan noe skjedde, kalles episodisk hukommelse.
I
hjernen din danner milliarder av nerveceller store nettverk som sender signaler
videre som i en stafett for å bearbeide informasjon fra sansene – lydene,
luktene og synsinntrykkene i livet ditt.
Vi vet allerede at celler som knytter
minner til tid og sted finnes i hippocampus, forklarer professoren.
Men Vervaeke og forskergruppen
hans hadde en teori om at også et annet hjerteområde er involvert, nemlig
retrosplenial cortex.
Dette området ligger bakerst i hjernebarken, nær
hippocampus, og var tidligere bare kjent for å knytte minner til sted.
Mus lærte å holde et minne i hodet
For å teste om dette området også
registrerer tid, utformet forskerne en hukommelsesoppgave for mus.
Oppgaven
gikk ut på at musene skulle holde en bestemt lukt i «arbeidshukommelsen», der
ting lagres midlertidig, gjennom en kort periode. Studien ble nylig publisert i
det vitenskapelige tidsskriftet Cell Reports.
– Vi presenterte musene for en enkel
sekvens: én lukt, en pause på fem sekunder, og så en ny lukt. Hvis de to
luktene var forskjellige – for eksempel banan etterfulgt av mynte – slikket
musene på et rør for å få sukkerholdig vann som belønning. Om luktene var like,
måtte de holde seg i ro, forklarer Vervaeke.
I starten var musene utålmodige og slikket
på røret hele tiden. Men etter en uke med trening mestret de oppgaven.
– De lærte å bruke de fem sekundenes
stillhet til å holde det første minnet i hodet, mens de ventet for å se om den
neste lukten ville være lik eller annerledes, forklarer Vervaeke.
Forskerne overvåket nervecellene med mikroskop
For å se hva som skjedde inne i hjernen, brukte forskerne et mikroskop for å
overvåke nerveceller i retrosplenial cortex mens musene utførte oppgaven.
– I mikroskopet så vi to tydelige grupper
av nerveceller våkne til liv, sier Vervaeke.
Den første gruppen oppførte seg som spesialisert
på lukt, og var bare aktive når en bestemt lukt, som banan eller mynte, var til
stede, forklarer professoren.
– Den andre gruppen var enda mer fascinerende. Disse cellene var aktive i
en nøyaktig sekvens i løpet av de fem sekundenes stillhet, sier han.
Cellene gjorde to jobber samtidig
Som i en stafett sendte én celle signalet
videre til den neste og holdt minnet om den første lukten frem til den andre
kom.
Ved å jobbe sammen gjorde disse cellene to jobber samtidig. De
identifiserte lukten og registrerte nøyaktig hvor mye tid som hadde gått, forklarer Vervaeke.
Det mest slående funnet var at
retrosplenial cortex bruker det samme «nevrale manuset» for både rom og tid:
– Vi fant at sekvensen av nerveaktivitet i
retrosplenial cortex ser nesten identisk ut enten en mus fysisk løper gjennom
et rom, eller bare holder et minne i hodet i fem sekunder, sier Vervaeke.
Forskerne må omdefinere virkeligheten
for å kurere demens
Tilbake til Alzheimers sykdom, der de som rammes, sliter med å holde fast i
både tid og sted.
– Ved å vise at hjernen bruker det samme
«nevrale manuset» for begge deler, forklarer forskningen vår hvorfor disse to
sansene ofte svikter samtidig, sier professoren.
Arbeidet setter også spørsmålstegn ved
hvordan vi oppfatter verden rundt oss.
– Selv om vi bruker begrepene tid og rom
til å organisere livene våre, er dette skillet i stor grad noe vi mennesker har
oppfunnet. Faktisk beveger noen moderne teorier innen fysikken seg bort fra å
bruke tid og rom som de grunnleggende byggesteinene i universet. Det ser ut til
at hjernens interne ledningsnett speiler denne dypere virkeligheten, sier han.
Vervaeke forklarer at vi fortsatt har enormt
mye å lære om hvordan en frisk hjerne fungerer.
– Det er nesten umulig å reparere en bil
hvis du ikke først forstår hvordan motoren fungerer når den går som den skal.
På samme måte må vi forstå grunntegningene til en frisk hjerne, på hvordan den
bygger og lagrer disse episodiske minnene, før vi virkelig kan forstå hva som
går galt ved demens. Disse funnene bringer oss ett steg nærmere.
Referanse:
Anna Christina Garvert, Koen Vervaek mfl.: Area-specific encoding of temporal information in the neocortex. Cell Reports, 2025. DOI: 10.1016/j.celrep.2025.115363
Les også disse sakene fra Universitetet i Oslo:
forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER
