Tenk deg at en venn m?ter deg p? togstasjonen og viser deg veien til huset sitt. Du skal finne veien tilbake selv. Om du etterp? bare husker lukten av en nystekt bolle fra en kiosk eller st?yen fra en byggeplass, hjelper det deg lite for ? finne veien. S? hva skjer i hjernen n?r den skal prioritere blant alle inntrykkene den f?r?
I en ny studie i Nature Communications fant forskerne ved UiO at hjerneceller har en slags volumknapp. Den kan skrus opp for ? prioritere og forsterke visse signaler over andre n?r vi konsentrerer oss om en oppgave.
Mus i virtuell virkelighet
For ? forst? prosessen, lot forskerne mus l?pe p? et isoporhjul mens de navigerte gjennom en virtuell labyrint, nesten som i et VR-spill. Samtidig fulgte et mikroskop med p? signalene til nervecellene i hjernen deres. N?r musene kom til visse punkter, for eksempel mellom to gr?nne t?rn, kunne de f? en bel?nning om de slikket p? en tube akkurat da. Bel?nningen var en dr?pe sukkervann.
– I starten s? vi at musene slikket p? tuben hele tiden, men etter hvert l?rte de seg at det var p? visse punkter de kunne f? sukkervannet, og da ventet de. De hadde alts? knyttet minner til spesifikke steder som de gjenkjente, forteller Koen Vervaeke. Han er professor p? Avdeling for molekyl?rmedisin p? Institutt for medisinske basalfag.
VIP-celler s?rger for at de viktige signalene slipper gjennom
I hjernen finnes det celler som fungerer som ?bremser? for ? holde nervecellenes aktivitet i sjakk. N?r musa fokuserer p? oppgaven med ? finne veien, tr?r VIP-cellene til. De fungerer som en ?brems p? bremsen?.
– Ved ? n?ytralisere de cellene som vanligvis holder aktiviteten nede, f?r de viktige signalene slippe gjennom med ?kt styrke, forklarer Vervaeke.
– Det som skiller denne funksjonen fra en passiv volumknapp, er at den blir mer som en intelligent forsterker. VIP-cellene s?rger for at de viktige signalene du tar inn om sted blir tydelige og klare, mens uvesentlig st?y i bakgrunnen blir holdt nede.
Dermed kan vi begynne turen tilbake til togstasjonen uten ? bare ha minner om nystekte boller.
Prosessen styres av hvor fokusert man er p? oppgaven man skal l?se
N?r musa er engasjert i ? finne sukkervannet, s?rger denne forsterker-mekanismen for at informasjonen om sted blir prioritert over uvesentlig st?y.
– Det ser ut til at prosessen styres av hvor fokusert man er p? oppgaven man skal l?se, sier forskeren.
Ved ? studere aktiviteten i nervecellene, kunne forskerne se n?yaktig hvor musa befant seg i den virtuelle labyrinten. Det skyldtes rett og slett at signalene ble s? tydelige og presise n?r den intelligente forsterkeren ble aktivert.
Viktig for forskningen p? demens
Omr?dene i hjernen som styrer stedsans og navigasjon ble grundig kartlagt av milj?et til Nobelpris-vinnerne Moser. Omr?dene er blant de aller f?rste som blir ber?rt n?r en person utvikler demens.
– Ved ? forst? hvordan disse forsterker-mekanismene fungerer i en frisk hjerne, kan vi bedre forst? hva som skjer n?r kontrollsystemene svikter og minnene begynner ? g? i oppl?sning, sier Vervaeke.
Les mer:
Brain region-specific gain modulation of place cells by VIP neurons
?