De norske nobelprisvinnerne med nye funn: – Det går an å måle det indre livet

I tjue år var gittercellen det nærmeste nevrovitenskapen kom et fast holdepunkt.

May-Britt Moser og Edvard Moser fant dem i rottehjernen i 2005, et arbeid som de ni år senere fikk nobelpris for.

Når et dyr beveger seg, lager disse cellene et vakkert sekskantet mønster som flislegger rommet slik rutepapir legger et nett over verden.

De var koordinatsystemet, selve bærebjelken i det indre kartet, og geometrien deres var så regelmessig at det så ut som om noen hadde tegnet den inn i hjernen med linjal.

Gittercellene meldte alltid det samme: Du er her. Så punktlig at ingen tenkte å spørre hva mer de kunne fortelle.

Derfor pirret det nysgjerrigheten da Moser-gruppen tidlig i 2025 rapporterte at gitterceller hadde båret på en hemmelighet. Gjemt inne i aktiviteten deres, i tidslommer for små til at eldre utstyr kunne fange det opp, lå en rastløs bevegelse.

– Vi lurte jo på hva de brukes til

Ti ganger i sekundet sendte cellene et signal ut fra dyrets posisjon og inn i det omkringliggende kartet. Først til høyre, så til venstre, så til høyre igjen. Som et apparat som hjelper til med å holde takten – en metronom.

Forskerne kalte disse taktfaste sonderingene for sveip, og på skjermene deres ser de ut som lyskjeglene fra et par frontlykter som skyter ut fra hodet og skanner terrenget foran dyret.

Det var et vakkert funn. Men det var også et funn som pirret forskerne. For en metronom er imponerende, men den er også dum. Den gjør det samme i det uendelige.

– Vi så disse sveipene, som er til stede hele tiden og går til høyre og venstre i kartet, veldig rigid, forteller Abraham Zelalem Vollan om de tidlige dagene.

– Og så lurte vi jo på hva de brukes til. Hva funksjonen deres er. Er det bare noe stereotypt som skjer helt automatisk uten hensyn til omgivelsene, eller brukes sveipene faktisk til å sondere det som er relevant for rotta her og nå?

Løsningen ble en fiskestang

Du kan ikke spørre en rotte hva den retter oppmerksomheten mot. Alt et menneske i et laboratorium har tilgang til, er det rotta faktisk gjør.

Hvis du vil vite hva dyret er opptatt av, må du først få dyret til å bry seg om noe, og det på en måte som er presis nok til å måles, forklarer Vollan.

Løsningen var nesten komisk lavteknologisk. Forskerne knyttet en matbit til en snor på en fiskestang, og førte den raskt og uforutsigbart gjennom arenaen mens rotta jaktet.

Et bytte som piler og svinger tvinger et jaktende dyr til å spore det kontinuerlig og korrigere kursen underveis. Dermed vet forskerne til enhver tid hvor rottas oppmerksomhet er. Den er der borte, der maten er.

Nå kunne de se om sveipene ble påvirket av det som skjedde rundt rotta.

Slik gikk forskerne fram

Vollan beskriver metoden:

Koble opp rotta. Kjør eksperimentet. La datamaskinen tygge gjennom opptakene over natten. Så dekode hvilket sted på det indre kartet gittercellene representerte, og sammenligne det med hvor maten faktisk var.

– Det var nesten litt for godt til å være sant da vi så det. At det faktisk fungerte. Det som skjedde var akkurat det vi hadde håpet på, sier han.

Sveipene sluttet nemlig å oppføre seg som en metronom.

Da rotta oppdaget det bevegelige agnet, snevret de inn fra vidvinkel til fokusert stråle, rytmen økte, og strålen rev seg løs fra hoderetningen og pekte på maten.

Om og om igjen sonderte de den smale stripen mellom jeger og bytte. Frontlyktene var blitt et søkelys.

Oppmerksomheten løper foran

Iblant, midt i jakten, svinger agnet plutselig til siden, og rotta mister synet av det. I noen hundre millisekunder er dyret i uvisse. Så finner den byttet igjen og kaster seg fram.

Det er inne i disse pausene forskerne finner det de leter etter. Sveipene har allerede snudd. Strålen peker mot matens nye posisjon før rotta snur hodet for å følge etter.

– Du kan se at sveipene er raskere enn den motoriske bevegelsen, sier Edvard Moser.

Vi kjenner dette fra oss selv, uten å ha tenkt særlig over det. Du vet hvor du skal se et øyeblikk før blikket kommer dit.

Det opptakene viser, er den følelsen gjort målbar. Et signal dypt inne i kartet svinger mot noe dyret ikke ennå kan se, et taktslag før musklene får beskjed.

Men her stopper Vollan og kollegene opp, for det finnes en kjedeligere forklaring, og den er ikke lett å avfeie: Kanskje sveipene ikke bryr seg om maten i det hele tatt.

Det peker mot det som betyr noe

Kanskje det bare er hjernen som forbereder en kroppsdreining, og hodet henger etter. I så fall har de ikke funnet en stråle som retter seg etter interessen. De har funnet en rykning i et motorprogram. De to forklaringene ville gi nesten identiske data.

Det finnes bare ett sted å lete etter forskjellen. De trenger de sjeldne øyeblikkene der agnet svinger i en bue bak rotta.

Da må dyret snu hodet én vei mens maten fortsetter den andre. Og for første gang peker byttet og bevegelsen i hver sin retning.

Sveipene følger maten. I klokkeretningen, rundt bak dyret, løsrevet fra hoderetningen.

I enkelte tilfeller sitter rotta helt stille, mens den indre strålen peker mot byttets faktiske posisjon og ikke dit kroppen er i ferd med å gå. Sveipet forbereder ikke en handling. Det peker mot det som betyr noe, i dette tilfelle maten.

Dette kan forklare hjernens retningssans

Hvis strålen kan løsrive seg fra hoderetningen, må det være noe som kobler den løs. Det er her oppdagelsen, som kunne blitt værende en kuriositet om gitterceller, blir noe mer strukturelt. En påstand om hvordan hjernen er koblet sammen.

Den klassiske forklaringen på hjernens retningssans går gjennom hoderetningscellene.

Dette er nevroner koblet sammen i en ring, som oppfører seg litt som en kompassnål, med den forskjellen at de ikke peker mot nord, men i retningen hodet er vendt. De finnes over store deler av hjernen hos svært mange arter, også mennesker.

Da sveipene sporet agnet som suste rundt bak ryggen til rotta, fortsatte hoderetningscellene i områdene i hjernen kalt thalamus og presubiculum å peke dit hodet var vendt, likegyldig til maten.

Sveipene styres av en annen gruppe celler, i et hjernebarkområde som heter parasubiculum. Også disse cellene er ordnet i en ring, også disse er opptatt av retning, men med en vri som Moser er nøye med å formulere presist.

Det er to parallelle kretser

– Det er ikke slik at denne ringen overstyrer kompasset. Det er to parallelle kretser, sier han.

Den ene er det enkle hoderetningskompasset, boltet til kroppen.

– Den andre, i parasubiculum, kan frakoble seg kroppens orientering. Den ringen kan snus hvor som helst. Defaulten er at den er samkjørt med hoderetning. Når ingenting annet skjer, er den det. Men så kan den kobles fra hoderetning, og heller kobles på et mål, eller et bytte, eller hva det skulle være. Det er de som styrer sveipene, forklarer forskeren.

Så arkitekturen er to ringer. Den ene er alltid festet til kroppen og holder rede på hoderetningen. Den andre er som regel festet til kroppen den også, men den kan rive seg løs og forankre seg til det dyret er opptatt av.

Moser oppsummerer:

– Den ene er alltid festet til kroppen. Den andre er alltid festet til sinnet. Av og til overlapper de.

Rottene ble trillet rundt i små vogner

Det henger en bekymring over jakteksperimentene. En matbit som farer forbi er et flammende signal for alle sansene.

Selvsagt lyser hjernen opp mot det. Kanskje er sveipet bare dratt rundt av rå sanseinformasjon? Imponerende nok, men i bunn og grunn en refleks.

Hva om maten ikke var der i det hele tatt? Vollan brukte lang tid på å lete etter et øyeblikk der strålen svinger mot noe uten at aktivitet utenfra drar i den, der det eneste som styrer den er dyrets egen plan.

Han forteller om det som en lang rekke forsøk som ikke fungerte.

– Jeg drev og knota med å prøve å finne en måte å få dem til å gå baklengs, eller bevege dem hit og dit, sier han.

Han løftet rotter, trillet dem rundt i små vogner og prøvde stadig nye løsninger. Analyser over natten. Plott signalet. Se det svikte. Gå tilbake i laben, prøve noe nytt.

– Man føler seg fram. Man gjør noe, så ser man etter hva som fungerte, og så endrer man, sier forskeren.

En blindvei fungerte

Det som til slutt fungerte var en blindvei med belønning i enden, for smal til at rotta kunne snu. For å komme ut igjen måtte dyret rygge ut av tunnelen mens hodet fortsatt vendte framover.

Atferden lå der naturlig og trengte ingen trening. Rotter bygger ganger under bakken, og å bevege seg baklengs gjennom trange rom ligger dypt i dem.

Her skiller hoderetning og bevegelsesretning lag, uten at noe ytre lokker. Er sveipet en slave av sansene, skal det fortsette å peke framover dit hodet er rettet. Kan det styres innenfra, av ønsket om å komme seg ut, skal det snu.

Og det snudde. I det øyeblikket rotta begynte å rygge, roterte det indre retningssignalet 180 grader og koblet seg på bevegelsesretningen, mot tunnelåpningen. Hodet vendte én vei. Søkelyset vendte den andre.

Kroppen fulgte altså strålen. Et hjernesignal som ikke styres av noe ytre stimulus, men av en intensjon dannet i sinnet. En beskjed fra frontallappen om at planen er endret, jeg vil ut herfra, overlevert til det mentale kartet for å utføres.

Nedenfor kan du se hvordan dette fungerer:

Er dette en form for oppmerksomhet?

De to eksperimentene peker mot den samme mekanismen fra hver sin kant. Jakten viser at den kan drives utenfra, av sanseinntrykk.

Tunnelen viser at den kan drives innenfra, av planer og mål. Nettopp en slik dobbel forankring er det man ville forventet av et system som har med oppmerksomhet å gjøre.

– Jeg mener egentlig at det er en form for oppmerksomhet, sier Edvard Moser.

I forskningsartikkelen står det noe mer forsiktig. Der heter det oppmerksomhetslignende, og sveipene beskrives som en fokuseringsmekanisme for å hente inn informasjon fra omgivelsene.

Avstanden mellom de to formuleringene sier noe om hvor høyt lista ligger i dette faget.

Oppmerksomhet er et krevende begrep i faglitteraturen. Det holder ikke å vise at hjernen henter rikere informasjon fra ett sted. Du må også vise motsatsen, at dyret aktivt overser resten.

At det å velge én ting koster deg noe et annet sted. Raskere reaksjon der du følger med. En glipp der den ikke var.

Edvard Moser nevner de berømte forsøkene der folk teller pasninger i en basketballkamp og ikke legger merke til at en person i gorilladrakt passerer gjennom bildet.

– I praksis kan du langt på vei si at dette er oppmerksomhet. Å hente inn informasjon fra ett sted betyr at du lar være å hente den fra et annet. Å velge er å utelate, sier Edvard Moser.

Flaggermus gjør noe lignende

Ingen dyr tar inn verden jevnt og fotografisk. De retter sansene sine.

Rotta sveiper med værhårene, slangen stikker ut tunga, delfinen styrer sonaren. Den tetteste parallellen, og den forskerne stadig vender tilbake til, er flaggermusen.

Den kartlegger mørket ved å kaste ut klikk i vekslende høyre-venstre mønster. Når den nærmer seg et bytte, justerer den frekvensen, retningen og bredden på ropene.

De snevrer sin akustiske oppmerksomhet inn mot målet. Sidestill det med rottas sveip som snevrer inn mot en matbit, og likheten er nesten nifs.

Forskjellen er bare hvor sonderingen foregår.

– Flaggermusa sin ekkolokasjon foregår i det ytre rommet, mens sveipene foregår i det indre kartet, sier Vollan.

Hjernen har tatt knepet flaggermusa bruker for å utforske verden utenfor, og vendt det mot sin egen modell av rommet.

Det er fristende å lese dette som en teknisk historie om navigasjon. Men når et indre kart kan lete, velge og følge noe som betyr noe for dyret, nærmer vi oss et langt eldre spørsmål: Hvor mye av opplevelsen vår kommer utenfra, og hvor mye skapes innenfra.

– Det går an å måle det indre livet

Ideen om at sinnet ikke tar imot verden passivt, men aktivt former erfaringen, strekker seg tilbake til Immanuel Kant.

Rom og tid, hevdet han, er ikke noe vi finner i verden, men strukturer sinnet selv legger til grunn for i det hele tatt å kunne erfare noe.

Gittercellene har lenge blitt lest som et biologisk ekko av den tanken, et koordinatsystem vi bærer med oss inn i hvert nytt rom.

– Vi har et arsenal inni oss av indre ting. Som vi nå kan måle. Det er det som er så spennende med dette arbeidet, at det går an å måle det indre livet, sier May-Britt Moser.

– Oppmerksomhet inneholder veldig mye av det vi nå kaller aktiv sansing, sier Edvard Moser.

Altså at man sanser fra der man trenger det.

– Funnet viser at stedsansen også er gjenstand for aktiv sansing, sier Edvard Moser.

Tydeligst blir den indre styringen under søvn.

Hva skjer når de sover?

Forskerne gjorde opptak av rotter under REM, søvnfasen da mennesker har sine mest livlige drømmer. Ingenting kommer inn gjennom øynene. Ingenting beveger seg. Og kartet går likevel.

Gittercellene trekker lange løyper gjennom det indre kartet, med sveip som snevrer inn når farten øker, akkurat som under jakt. Mens dramatikken utspiller seg i rottehjernen, ligger kroppen helt stille.

Hva enn som styrer strålen her, er det ikke den ytre verden. Det finnes ingen ytre verden å handle i.

Vollan er nøye med hva dette viser og ikke viser. Løypene ser ikke ut som enkel avspilling av steder rotta har vært. De kan gå gjennom steder som aldri har eksistert. «Vi vet ikke», er en frase forskeren bruker ofte og med vilje.

May-Britt Moser går litt nærmere kanten av undringen.

– Man kan nesten se for seg at de drømmer at de er ute og springer, eller at det er noe som kommer bak dem. Vi skraper på døra til noe. Vi begynner å kjenne teksturen av hva som er der inne. Noe vi ikke vet, sier hun.

Stedsans er noe du gjør

Hjerneområdene dette handler om er blant de første som svikter ved Alzheimer, og May-Britt Moser vet at spørsmålet vil komme.

– Etter hvert som celler dør, kan det oppstå hull i det indre kartet. Den delikate samhandlingen av tusenvis av celler som sveipene krever, kan være noe av det første som ryker.

Men hun er ettertrykkelig på at dette er spekulasjon. Det hun heller vil snakke om, er nærmere hverdagen.

– Stedsans er ikke noe du har. Det er noe du gjør, sier hun.

Folk har kommet til henne, overbevist om at de er født uten retningssans, som om det var et organ som manglet. Men en normal hjerne har utstyret, insisterer hun. Det som mangler ligger i bruken av det.

Vanen med å legge merke til stabile landemerker og forankre det mentale kartet til dem. Hun foretrekker det ordet, forankre. Et uforankret kart flyter og glipper. Et kart festet til noe stabilt, er et kart du kan navigere etter.

Kartet er noe du aktivt bygger

Den som «ikke har stedsans» har altså som regel bare aldri forankret det, ofte fordi oppmerksomheten var et helt annet sted, på folk og dyr og alt som beveger seg, heller enn på hvor veiene, husene og fjellene ligger, forklarer May-Britt Moser.

– Det er ikke en dom. Det er en oppskrift. Tror du at du er født med dårlig stedsans, må du leve med den. Skjønner du at kartet er noe du aktivt bygger og fester selv, kan du gjøre noe med det, sier hun.

Og der møtes de to trådene, forklarer hun. Sveipene er måten det mentale kartet strekker seg ut mot verden på. Det er måten du knytter steder til hverandre, og til deg selv.

Nå ser vi at de også vender seg mot det som opptar dyret.

Filosofens spørsmål er om vi har en indre modell av verden eller om vi hele tiden skaper den gjennom handling. Rotta svarer ved å nekte og velge side. Kartet finnes der på forhånd. Men det betyr lite før det rettes mot verden og tas i bruk.

Referanse:

Abraham Z. Vollan mfl.: Adaptive modulation of theta sweeps in the brain’s navigation circuit. Science, 2026.

Artikkelen er produsert og finansiert av NTNU

NTNU er én av over 80 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Fikk du med deg disse sakene fra NTNU?

• 

  KI fortrenger ikke unge jobbsøkere – ennå

• 

  KI hjelper leger med å finne sykdom i tarmen

• 

  Insekt­forsker jakter ukjent liv i New York

• 

  Hvordan i all verden ble Norge igjen så gode?

• 

  Nye funn om hjernens evolusjon: – Jeg ble helt satt ut. Min aller første reaksjon var å tenke, kan dette være virkelig?

• 

  Ski-VM ga mye mindre penger lokalt enn innleid firma sa

Les flere saker fra NTNU her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER