Flere stedsanser publiseres i Nature

Vitenskapelige letters i Nature er normert til omkring tre sider, mens articles – som er forbeholdt vitenskapelige gjennombrudd – er på fire til fem sider. NTNU-artikkelen er på nærmere åtte sider.

- Det har ikke vært lett å komprimere ned mer enn fire års arbeid for seks personer, sier professor Edvard I. Moser til UA.

Artikkelen beskriver en av funksjonene som kan forklare generelle arbeidsprosesser i hjernen. Det er de spennende implikasjonene av Moser-miljøets funn som gjør at Nature er villig til å vie ekstraordinært mye plass til artikkelen.

Artikkelen i Nature er del av doktorgradsarbeidet til Hanna Stensola og Tor Stensola.

Måler områder på størrelse med en druestein

Foreløpig er det oppdaget fire «lag» av stedsanser. Det er spor etter en femte, og det kan være så mange som ti. Disse opererer som moduler i en helhet, men måler omgivelsene i ulik skala – omtrent som ulike brennvidder i et kameraobjektiv.

- Vi har minst fire stedsanser, sier professor Edvard I. Moser, som er direktør for Kavli-instituttet.

- Hver av disse stedsansene har sin egen målestokk for omgivelsene. De blir mer og mer grovmasket. De reagerer på forskjellige endinger i miljøet. Noen av stedsansene skalerer det indre kartet etter omgivelsene, andre gjør det ikke. Og de opererer uavhengig av hverandre på flere måter, forteller Moser i en pressemelding.

Et team av seks forskere har holdt på i mer enn fire år med å måle aktiviteten i en liten del av rottehjernen - på størrelse med en druestein. Det er gjort ved hjelp av elektrofysiologiske målinger, og det er utviklet nye metoder for forskningen som nå har resultert i den vitenskapelige artikkelen.

Forsker Hanne Stensland har klart å måle aktiviteten i 186 forskjellige gridceller i en og samme rottehjerne. Det er tusenvis av hjerneceller i det druesteinstore området av rottehjernen.

Vanskelig å oppskalere forsøkene

Nevroviterne er halvveis. Men å måle alle potensielle ti stedsanser kan bli vanskelig. Den nedre delen av området entorhinal cortex har en meget grov oppløsning.

- Det er snakk om at det rotta registrerer som koordinatpunkter i disse kartene er så langt som ti meter fra hverandre, forklarer Moser.

- For å måle på dette måtte vi hatt en lab som var ufattelig mye større.

Edvard Moser sammenligner med en fotballbane.

- Så vi har noen utfordringer med oppskalering av forsøkene, kan du si.

Matematisk konstant

Så hvordan fungerer de ulike stedsansene sammen? Da forskerne regnet på forskjellene i målestokkene de ulike modulene opererer med, fant de ut at hver av målestokkene er nøyaktig 42 prosent større enn den som er et hakk mindre.

– Vi kan kanskje ikke si med sikkerhet at vi har funnet en matematisk konstant i hjernens stedsberegninger, men det er jo veldig morsomt at vi må gange hver målestokk med 1.42 for å få den neste. Det tallet er jo ganske nøyaktig kvadratroten av tallet to, sier Moser.

Den matematiske konstanten tyder på at måten stedsansen er organisert på er genetisk nedfelt, og ikke et resultat av erfaring og læring. Moser tror stedsansen oppstod svært tidlig i evolusjonen, hvorfra andre typer av hukommelse kan ha oppstått.

Desembernummeret av Nature og artikkelen "The entorhinal grid map is functionally discretized" kommer ut torsdag 6. desember.