Pentru prima dată, cercetătorii au localizat în creier un „ceas al distanței parcurse”, înregistrând activitatea cerebrală a unor șobolani care alergau.
Lăsați liberi într-o mică arenă adaptată pentru dimensiunile lor, șobolanii au fost monitorizați în zona cerebrală despre care se știe că este esențială pentru orientare și memorie, scrie BBC.
Oamenii de știință au descoperit că anumite celule „se activau” într-un tipar care semăna cu un contor de distanță – marcând fiecare câțiva pași făcuți de animal.
Un experiment ulterior, în care voluntari umani au parcurs un test similar într-o versiune mărită a arenei șobolanilor, a sugerat că și creierul uman are același mecanism.
Studiul, publicat în revista Current Biology, este primul care arată că activitatea regulată a „celulelor-grilă” (grid cells) este direct legată de capacitatea de a estima corect distanța parcursă.
Ce se întâmplă când ceasul se dereglează
„Imaginează-ți că mergi între bucătărie și sufragerie”, a spus profesorul James Ainge, cercetător principal de la Universitatea St Andrews. „Aceste celule se află în partea creierului care oferă acea hartă internă – capacitatea de a te plasa mental în mediul înconjurător.”
Studiul oferă o perspectivă asupra modului în care funcționează această hartă internă a creierului – și ce se întâmplă atunci când mecanismul este perturbat. Dacă „tactul” acestui ceas intern este dereglat prin schimbarea mediului, atât șobolanii, cât și oamenii încep să greșească estimarea distanțelor.
În viața de zi cu zi, acest lucru se întâmplă în întuneric sau atunci când apare ceața pe traseu. Devine mult mai dificil să apreciem distanțele, pentru că acel „contor intern” nu mai funcționează corect.
Pentru a testa ipoteza, cercetătorii au antrenat șobolani să alerge o distanță fixă într-o arenă dreptunghiulară – primind o recompensă (o bucată de cereale cu ciocolată) atunci când parcurgeau corect distanța și se întorceau la punctul de plecare.
Când șobolanii alergau distanța corectă, celulele din creier responsabile de „numărarea pașilor” se activau regulat – aproximativ la fiecare 30 cm parcurși.
„Cu cât tiparul de activare era mai regulat, cu atât animalele estimau mai bine distanța necesară pentru a obține recompensa”, a explicat profesorul Ainge.
Cercetătorii au reușit astfel să înregistreze „tactul” acestui ceas intern care contabiliza distanța parcursă.
Însă atunci când forma arenei era modificată, tiparul regulat al activării devenea haotic, iar șobolanii nu mai reușeau să estimeze corect distanța pentru a-și obține recompensa.
„Este fascinant”, a spus profesorul Ainge. „Par să manifeste un tip de subestimare cronică. Faptul că semnalul nu mai este regulat îi face să se oprească prea devreme”.
Cercetătorii au comparat fenomenul cu dispariția reperelor vizuale în ceață. „Evident că e mai greu să te orientezi în ceață, dar ceea ce oamenii nu realizează este că le afectează și abilitatea de a estima distanțele.”
Experimentul pe oameni
Pentru a testa mecanismul și la oameni, cercetătorii au construit o arenă de 12 x 6 metri în sediul universității și au invitat voluntari să facă același exercițiu: să parcurgă o distanță fixă și să se întoarcă la punctul de plecare.
La fel ca șobolanii, participanții au estimat corect distanța atunci când se aflau într-o incintă rectangulară simetrică. Dar când pereții arenei au fost mutați pentru a-i modifica forma, voluntarii au început să greșească.
„Șobolanii și oamenii învață foarte bine sarcina de estimare a distanței, apoi, când schimbi mediul într-un mod care știm că distorsionează semnalul la șobolani, vedem exact același tip de comportament și la oameni”, a explicat profesorul Ainge.
Legătura cu Alzheimer
Descoperirile aduc o contribuție importantă la înțelegerea modului în care creierul ne ajută să navigăm, dar ar putea avea și aplicații medicale.
„Celulele specifice din care înregistrăm activitatea se află într-una dintre primele zone afectate de Alzheimer”, a explicat profesorul Ainge.
„Există deja jocuri (diagnostice) pe care le poți juca pe telefon pentru a testa orientarea. Ne-ar interesa să dezvoltăm ceva similar, dar concentrat special pe estimarea distanțelor”, mai spune acesta.
Ştiri video recomandate
