Tenk deg at en venn møter deg på
togstasjonen og viser deg veien til huset sitt. Du skal finne veien tilbake
selv.
Om du etterpå bare husker lukten av en nystekt bolle fra en kiosk eller
støyen fra en byggeplass, hjelper det deg lite for å finne veien.
Så hva skjer
i hjernen når den skal prioritere blant alle inntrykkene den får?
I en ny studie fant forskerne ved Universitetet i Oslo at hjerneceller har en slags volumknapp.
Den kan skrus opp for å prioritere og forsterke visse signaler over andre når vi konsentrerer oss om en oppgave.
Mus i virtuell virkelighet
Professor Koen Vervaeke forteller at bestemte nerveceller kan forsterke signaler i hjernen slik at den lettere kan finne fram og huske steder.(Foto: UiO)
For å forstå prosessen lot forskerne mus løpe
på et isoporhjul mens de navigerte gjennom en virtuell labyrint, nesten som i
et VR-spill.
Samtidig fulgte et mikroskop med på signalene til nervecellene i hjernen
deres. Når musene kom til visse punkter, for eksempel mellom to grønne tårn, kunne
de få en belønning om de slikket på en tube akkurat da.
Belønningen var en
dråpe sukkervann.
– I starten så vi at musene slikket på
tuben hele tiden, men etter hvert lærte de seg at det var på visse punkter de
kunne få sukkervannet, og da ventet de. De hadde altså knyttet minner til spesifikke
steder som de gjenkjente, forteller Koen Vervaeke.
Han er professor på Avdeling
for molekylærmedisin ved Institutt for medisinske basalfag.
VIP-celler sørger for at de viktige
signalene slipper gjennom
I hjernen finnes det celler som fungerer
som «bremser» for å holde nervecellenes aktivitet i sjakk.
Når musa fokuserer
på oppgaven med å finne veien, trår VIP-cellene til. De fungerer som en «brems
på bremsen».
VIP er et signalstoff (vasoactive intestinal peptide) som finnes særlig i hjernebarken. Det bidrar til å regulere aktivitet mellom nerveceller.
– Ved å nøytralisere de cellene som
vanligvis holder aktiviteten nede, får de viktige signalene slippe gjennom med
økt styrke, forklarer Vervaeke.
– Det som skiller denne funksjonen fra en
passiv volumknapp, er at den blir mer som en intelligent forsterker.
VIP-cellene sørger for at de viktige signalene du tar inn om sted blir tydelige
og klare, mens uvesentlig støy i bakgrunnen blir holdt nede.
Dermed kan vi begynne turen tilbake til
togstasjonen uten å bare ha minner om nystekte boller.
Annonse
Slik viser mikroskopet at nerveceller lyser opp når signaler sendes mellom dem.(Foto: Koen Vervaeke / UiO)
Prosessen styres av hvor fokusert man
er på oppgaven
Når musa er engasjert i å finne
sukkervannet, sørger denne forsterker-mekanismen for at informasjonen om sted
blir prioritert over uvesentlig støy.
– Det ser ut til at prosessen styres av
hvor fokusert man er på oppgaven man skal løse, sier forskeren.
Ved å studere aktiviteten i nervecellene,
kunne forskerne se nøyaktig hvor musa befant seg i den virtuelle labyrinten.
Det skyldtes rett og slett at signalene ble så tydelige og presise når den
intelligente forsterkeren ble aktivert.
Viktig for forskningen på demens
Områdene i hjernen som styrer stedsans og
navigasjon, ble grundig kartlagt av miljøet til Nobelpris-vinnerne Moser.
Områdene er blant de aller første som blir berørt når en person utvikler
demens.
– Ved å forstå hvordan disse
forsterker-mekanismene fungerer i en frisk hjerne, kan vi bedre forstå hva som
skjer når kontrollsystemene svikter og minnene begynner å gå i oppløsning, sier
Vervaeke.
