Mózgowa mapa

Wyobraźmy sobie taką sytuację: szczur mija jeden zakręt labiryntu, potem drugi, wchodzi do pomieszczenia, w którym znajduje się kołowrotek. To zwierzątko nie w ciemię bite – doskonale wie, że kiedyś już tu było. Wychodzi za róg – i wie, że jest tuż przy wyjściu z labiryntu, gdzie czeka na niego karmnik z przysmakiem. A wie to dzięki określonym komórkom nerwowym, które uaktywniają się właśnie w tym, a nie innym miejscu eksplorowanej przestrzeni.

Miejsce komórek miejsca Neurony te odkrył i opisał w latach 70. ubiegłego wieku John O’Keefe, badacz z University College London. Odnalazł je w hipokampie, dużej i niezwykle ważnej strukturze w szczurzym mózgu. Neurony, które uaktywniają się w konkretnej przestrzeni, nazwał jednostkami miejsca, a obszar środowiska, który tę aktywność wywołuje (np. oświetlony karmnik w rogu klatki) – polem miejsca. Komórki zmieniały swoją aktywność wraz ze zmianą organizacji środowiska, przy czym część z nich posiadała więcej niż jedno pole.

Co ciekawe komórki miejsca nie były powiązane topograficznie, tzn. sąsiadujące jednostki wcale nie musiały być pobudzane przez sąsiadujące pola. Wewnętrzna mapa środowiska musiała być więc tworzona gdzie indziej i w inny sposób, a komórki miejsca znakowały jedynie określony punkt
w przestrzeni, pewną wskazówkę do zapamiętania.

W licznych badaniach stwierdzono, że szczur traci możliwość orientacji w przestrzeni, gdy jego hipokamp zostanie uszkodzony. Kolejne ważkie odkrycia wiązały się z rozpoznaniem komórek „ustawienia głowy”, które uaktywniają się, gdy gryzoń skręca głowę w określonym kierunku, oraz komórek „krawędzi”, które pobudzają się, gdy odbierana jest krawędź lub granica danego obiektu. Wciąż było to jednak za mało, by wyjaśnić zagadkę budowania wewnętrznej, mózgowej mapy przestrzeni.

Geometryczna nawigacja

Przełom nastąpił dzięki badaniom norweskich naukowców z uniwersytetu w Trondheim – małżeństwa May-Britt i Edwarda Moserów (którzy terminowali przez jakiś czas u O’Keefe’a). Najpier...