Mange tenker kanskje at hunden deres ikke merker om de har vært en rask tur på butikken, eller hatt en lengre arbeidsdag. Stor gjensynsglede og en logrende hale møter deg som regel i døren uansett. Kan det være at hunden merker tidsforskjellen?

Minner har sted og tid

Da forskerne planla å forske på hvordan dyr oppfatter tid, fokuserte de på entorhinal cortex. Dette hjerneområdet ligger i tinninglappen, og knyttes til stedsansen og hukommelsen.

Fordi hjerneområdet knyttes til stedsansen, hadde forskeren Daniel Dombeck, ved Northwestern University i USA, en hypotese om at dette området også kunne være ansvarlig for tidsoppfattelsen.

– Ethvert minne er litt annerledes. Alle minner om enkelthendelser har likevel to sentrale komponenter: sted og tid. De skjer alltid i et spesielt miljø, og de er alltid strukturerte etter tid, sier forsker James Heys, kollega av Dombeck.

Eksperiment med virtuell virkelighet

For å teste hypotesen om tidsoppfatningen, satte forskningsteamet opp et eksperiment. De lot en mus løpe på en tredemølle i et rom med en virtuell virkelighet. Musa lærte seg å løpe nedover en gang, og frem til en dør.

Etter 6 sekunder åpnet døren seg, og musa fikk lov til å fortsette videre ned gangen og frem til premien. Etter at musa hadde løpt nedover gangen en rekke ganger, gjorde forskerne døren usynlig.

Her kan du se hva musene så i den virtuelle virkeligheten:

Det viste seg at musa fortsatt visste hvor den nå usynlige døren var, og den ventet fortsatt seks sekunder før den hastet nedover gangen og frem til premien.

Ved å bruke en virtuell virkelighet, kunne forskerteamet tvinge musa til å bruke en intern tidsoppfatning.

– Dyret ville ellers kunne røre, høre, lukte eller føle den på en eller annen måte. Da hadde den ikke trengt å bedømme tiden, sier Dombeck.

Ulike hjerneceller skrus av og på

Forskerteamet tok forsøket et skritt videre, ved å logge musas hjerneaktivitet. Ved hjelp av tofoton-mikroskopi, som gir et høyoppløselig bilde av hjernen, kunne de se hjerneceller i full aktivitet.

– Da dyrene løp nedover gangen og kom til den usynlige døren, så vi en boost i hjernecellene som kontrollerer stedsansen. Da dyrene stoppet ved døren, så vi at disse hjernecellene ble skrudd av, mens et nytt sett med hjerneceller kom på. Dette var en stor overraskelse og et nytt funn, sier Dombeck.

Funnene er overførbare

Marianne Fyhn er biolog og førsteamanuensis ved Institutt for Molekylær Biovitenskap ved UiO. Hun forteller at alle dyr har en tidsoppfatning.

– Alle dyr har en indre klokke, såkalte biologiske rytmer, som styrer fysiologiske prosesser som kroppstemperatur, fordøyelse, hormonutskillelse og adferd.

Hun forteller videre at tidligere studier har påvist at både mus og rotter er i stand til å lære når på døgnet de skal gjøre hva i en spesiell oppgave. Disse ferdighetene ble knyttet til aktivering av ulike clock genes – en innebygd klokke.

Forskerne bak den nye studien har riktignok gjort eksperimentet på mus, men Fyhn sier at resultatene kan overføres til andre dyr.

- Pattedyrhjernen er ganske likt oppbygd, og en finner igjen de aller fleste hjerneområder i alle pattedyr fra mus til mennesket. Funksjonen er også ganske lik, så alt tyder på at hjernene våre benytter seg av de samme basale mekanismene.

Forskjell på arbeidsminnet og langtidsminnet

Fyhn forteller videre at funnene i den nye studien har så kort varighet at de ikke går innunder det en vanligvis omtaler som indre klokker. Hun stiller seg også usikker til om en hund bruker de samme hjernemekanismene når den venter på eieren i flere timer, i motsetning til forsøksmusa som ventet i seks sekunder.

– Over kort tid kan en holde på en del informasjon i et nettverk av hjerneceller, uten at det nødvendigvis lagres som minner. Dette kalles arbeidsminnet. Skal en derimot holde på informasjonen over lang tid, vil det måtte skje endringer i koblingene mellom hjernecellene, såkalt synaptisk plastisitet. Det kan da dannes et langtidsminne som varer i timer eller uker.

Så for å få svaret på om hunden din merker om du bare har vært en tur på butikken, eller om du har vært borte en åtte timer lang arbeidsdag, kan det være at forskerne må gjøre eksperimenter på andre hjernemekanismer enn de har sett på i denne undersøkelsen.

Referanse:

Daniel Dombeck mfl: Evidence for a subcircuit in medial entorhinal cortex representing elapsed time during immobility. Nature Neuroscience, oktober 2018, doi: http://dx.doi.org/10.1038/s41593-018-0252-8

Les også

Nytt gjennombrudd på Moser-laben: Slik holder hjernen orden på tiden

Edvard og May-Britt Moser har fått nobelpris for sine studier av stedsansen. Nå har de funnet cellene som sørger for at hjernen sorterer minner i riktig rekkefølge.