De finner stedsansen

Noen har det, mens andre kan gå seg vill på sin egen arbeidsplass. Forskere er i ferd med å avsløre hvilke mekanismer som er i sving når hjernen vår orienterer seg i områdene omkring oss.

Stedcellene i hippocampus er godt dokumentert, men norske forskere har sporet stedsansen videre og funnet ut hvorfra hippocampus mottar informasjonen som gjør det mulig for oss å orientere oss.

- Vi har avdekket en type celler i en del av hjernebarken som heter entorhinal cortex, som lager kartene stedscellene fyller med informasjon og assosiasjoner, forteller May-Britt Moser, professor ved NTNU i Trondheim.

Innebygde kart

Sammen med ektemannen Edvard I. Moser har hun arbeidet med stedsansen siden 1996. De har utført mange forsøk på rotter og har registrert nervecelleaktivitet i spesielle områder av hjernen. Arbeidet har bekreftet oppfatningen av hippocampus som en differensiert struktur med ulike deler. På forskjellige måter bidrar disse til orienteringssansen og til hukommelsen.

May-Britt og Edvard I. Moser etablerte Centre for the Biology of Memory ved NTNU og Institute for Systems Neuroscience i 2002. De har publisert 13 originalartikler i tidsskriftene Science og Nature, og flere kommer. I løpet av denne perioden avdekket de at en rekke ulike celler i entorhinal cortex er ansvarlig for stedsansen.

- Den første cellen vi fant, var gittercellen. Den danner et slags kart inne i hodet. Deretter avdekket vi blant annet grenseceller og retningsceller, og celler som er kombinasjoner av disse, forteller Moser. Retningscellene er med på å avdekke hvilken vei vi har gått og i hvilken retning gitte landemerker befinner seg. Grensecellene registrerer grensene i et miljø; det kan være en vegg, kanten på fjellet eller andre hindringer. I tillegg danner gitterceller, eller gridceller, et rutemønster med likesidede trekanter som minste enhet i et heksagonalt mønster, som et slags millimeterpapir. Sammen utgjør disse cellene et tomt kart der man kan fylle inn landemerker og annet som kjennetegner det enkelte miljøet. Gittercellene danner et generelt kart til bruk alle steder, mens hippocampus ivaretar hukommelse for individuelle steder.

- I seg selv er ikke kartene i entorhinal cortex spesielt verdifulle siden det er lett å akkumulere feil, men sammen med hippocampus og hukommelsen kan man koble landemerker til dette kartet og få forankret det til et sted, forklarer hun.

Som en ballong

Kartet er en slags innebygd skala av våre omgivelser, som vi trenger for å bestemme avstand og orientere oss. De omkringliggende omgivelsene kodes i ulike målestokker avhengig av hvor detaljerte kart man trenger.

- Trenger du de mest nøyaktige detaljene, bruker du bokstavelig talt toppen av hjernen, der cellene med den minste skalaen befinner seg, mens kartet utvider seg dypere ned. Her er cellene tilpasset den største skalaen. Det er litt som en ballong, der oppløsningen på kartet og detaljene er mest tydelige når det er lite luft i den, men utvider du den, blir informasjonen mindre nøyaktig, forteller hun. De mer utilgjengelige, nedre delene av hjerneområdet er et område som også er aktivt når man opplever frykt.

- Trenger du å komme deg kjapt unna noe når du opplever noe skremmende, trenger du ikke mer enn en diffus stedsans. En viss idé om hvordan du kommer deg kjappest mulig vekk, som du også gjenkjenner neste gang, for å slippe å oppleve det skremmende en gang til, forklarer hun.

Polygame

Selv om forsøkene til May-Britt og Edvard I. Moser er blitt gjort på rotter, er de sikre på at funnene også lar seg overføre til mennesker.

- Vi har ikke fått bevist at mennesker har for eksempel gitterceller, men vi har funnet hint om at vi har det. Stedceller derimot, har vi. Det vet vi ut fra internasjonal forskning, forteller May-Britt.

Hun viser til ulike forsøk som er gjort der testpersoner skal navigere seg gjennom byer og andre miljøer.

- I et forsøk som ble gjort på drosjesjåfører i London, lot man testpersoner skannes i hjerneavbildningsmaskiner mens de fikk ulike beskjeder. De kunne få beskjed om å kjøre fra A til B, men fikk vite at det var veiarbeid imellom. Da lyste hippocampus opp hos testpersonene. Drosjesjåførene i London har tre års utdannelse i tillegg til en masse trening, og resultatet er en vanvittig god stedsans. Denne testen viste at de som er flinkest til å finne fram, hadde den mest utviklede hippocampusen, forteller Moser.

Kan trenes opp

Forskning på polygame gnagere har vist at de, med et større miljø å forholde seg til, har en større hippocampus enn dyr som er monogame.

- Jeg pleier å si til mine studenter at de burde sjekke størrelsen på hippocampusene til kjærestene sine, så kan de finne ut om de har noen på si, ler May-Britt Moser.

- Et annet eksempel er fra fugleverdenen. Fugler som lagrer maten sin på ti tusen forskjellige steder, har større hippocampus enn andre fugler av samme størrelse. Dette er godt nytt for distré professorer og andre som tilsynelatende ikke har stedsans. Det går an å utvikle og forbedre den.

- Ja, jeg er overbevist om at den kan trenes opp. Da jeg tok doktorgrad hos Per Andersen ved Nevrofysiologisk Institutt i Oslo, hadde jeg noen rotter i et beriket miljø fire timer hver dag i 14 dager. De hadde mange utfordringer, og jeg flyttet på ting hver dag. Når jeg senere sammenlignet dem med andre rotter, ved å gi dem stedsansoppgaver i en vannlabyrint, var de mye kjappere og bedre enn de andre rottene. Etter bare 14 dager hadde nervecellene i hippocampusen utviklet seg mer og hadde flere kontaktpunkter slik at informasjon kunne overføres mye raskere, forteller hun.

- Jeg er overbevist om at alle kan lære seg stedsans, men noen må nok streve litt mer enn andre.

</p> </div>

Byggesteiner

Hvorfor noen tilsynelatende har dårligere stedsans enn andre, kan forklares på flere måter.

- Dårligere stedsans kan skyldes at man ikke er oppmerksom på eller husker landemerker og geometriske holdepunkter. Den distré professoren er jo et kroneksempel på dette! I skogen kan det være vanskelig å skille ulike landemerker fra hverandre, trær og høyder kan se like ut. Andre ganger kan man ha rotert kartet, som når man går ut feil inngang fra kjøpesenteret og tror det er der man kom inn. Da går det jo galt, forklarer hun.

Selv om stedsansen, eller oppmerksomheten, kan være svært forskjellig fra person til person, skal i utgangspunktet forutsetningene være de samme.

- Alle har byggesteinene, men det kommer an på hvordan du bruker dem. Noen er f linkere enn andre til å forankre dem til miljøet rundt seg. Noen orienterer seg dessuten etter solen eller er flinkere til å kjenne igjen geografiske punkter. Orienteringsløpere har for eksempel øvd opp stedsansen, forklarer hun.

Går du omkring i en fremmed by på egen hånd, vil du sannsynligvis være fokusert og observant fordi du forsøker å orientere deg.

- Da er du konsentrert, og gjør deg kjent med geografien i området, slik at du kan finne den enkleste ruten. Men følger du en guide som peker på ulike severdigheter og forteller historier, kan det være mye mer vanskelig å finne tilbake på egen hånd, forklarer hun.

Hjernen

Men forskningen på stedsansen og funnet av cellene i enthorinal cortex kan være med på å avdekke mer enn hvordan vi finner fram.

En ting er at cellene til enhver tid produserer et rutenett for de omgivelser vi er i, et universelt kartgrunnlag. En annen ting er at dette gir ny innsikt i hvordan hjernen koder og legger inn informasjon. Beskrivelsene av gittercellene, kinasjakkbrettmønsteret og kartleggingen av forholdet mellom aktiviteten i ulike deler av hjernen, kan dermed være et gjennombrudd til å forstå mer enn bare stedsansen.

Det gjelder blant annet hukommelse og hvordan hjernen arbeider og fungerer, hvilke prinsipper som ligger til grunn for hvordan hjernen virker, og om kodene for informasjonslagring i hjernen.