מד המהירות העצבי של המוח שלנו 29.07.2015

חוקרים מהאוניברסיטה הנורבגית למדע וטכנולוגיה, מיי-בריט ואדוורד מוסר (מיי-בריט, אדוורד מוסר) מצאו נוירוני מהירות במוח החולדה - פעילותם השתנתה בהתאם למהירות התנועה של החולדה.

עוד בשנת 2005, מדענים מצאו קבוצה של תאי עצב בקליפת המוח האנטורינאלית שנודעה במהירות כמערכות ה-GPS של המוח. תאים אלה יורים בתורם כשהפרט נע בחלל - כלומר, ניתן לומר כי נוירונים מסמנים אזורי טריטוריה. המוזרות שלהם היא שנוירונים כאלה מופעלים על פי תכנית מיוחדת, שוברים את החלל לשברים משושה, מה שגורם לו להיראות כמו סריג ענק. מכאן שמם - רשת-נוירונים, או נוירוני סריג. קליפת המוח האנטורינאלית עצמה משחקת תפקיד גדול ביצירת זיכרון מרחבי וזיכרון הצהרתי (על אירועים ואובייקטים שראינו במו עינינו).

אבל, כפי שקל להבין, עבודתם של תאים בעלי אוריינטציה מרחבית תלויה במהירות שבה הפרט נע בנוף. ברור שהפעולה של מערכת ה-GPS העצבית חייבת להיות מתוקנת על ידי סוג של חיישני מהירות. מצד שני, מיפוי השטח תלוי גם בהקשר שמסביב, בכיוון התנועה, בנוכחות או היעדר גבולות. לכן, מציאת נוירונים שיזהו מהירות הייתה משימה קשה מאוד: הפעילות שלהם במוח של חיות ניסוי הייתה צריכה להיות מופרדת מפעילות של אחרים שהגיבו לשינוי כיוון, הקשר וכו'. בנוסף, חיה נעה בחופשיות לעתים קרובות עוצר, ובזמן עצירה, לטענת מחברי העבודה, המוח - לפחות החלק שלו שאחראי להתמצאות במרחב - עובר בדרך כלל למצב פעולה אחר.

מדעני מוח השתמשו במכשיר גאוני הדומה למכונית ללא תחתית: החולדה בה יכלה לנוע רק בכיוון אחד ובאותה מהירות שבה נע המכשיר עצמו. ה"מכונית" תוכננה לשנות מהירות, אך לעולם לא לעצור במהלך אותם 4 מטרים שהוא "עבר" יחד עם החולדה. כתוצאה מכך, ניתן היה למצוא תאים שפעילותם השתנתה בבירור עם האצה או האטה של ​​התנועה, והם פעלו גם אם החיה נעה בחושך. בכך, הם דומים לנוירוני רשת מרחביים, שפועלים ללא קשר לסביבה, מתוחמים את המרחב שמסביב ללא קשר למה שמסביב. (תאים אחרים שהתגלו על ידי ג'ון אוקיף, שחלק את פרס נובל עם בני הזוג מוסר, אחראים למילוי הספציפי של הנוף.) נוירוני המהירות ממוקמים באותו מקום כמו נוירוני הרשת - בקליפת המוח האנטורינאלית, וסביר להניח ששתי קבוצות התאים מתקשרות באופן פעיל עם חבר. תוצאות המחקר מתפרסמות ב-Nature.

עם זאת, לא בטוח שהתאים החדשים יהיו היחידים שיש להם תפקיד של מד מהירות. לדברי מייקל האסלמו מאוניברסיטת בוסטון, בקרוב יהיה לו ולשתפי הפעולה שלו מאמר המתאר כמה סוגים של נוירונים מודדי מהירות, כולל אלו שנמצאו בקליפת המוח האנטורינאלית.

מצד שני, אנחנו יכולים להיזכר בעבודה עדכנית מאוד בניירון - שבה מדעני מוח מאוניברסיטת בון ומהמרכז הגרמני למחלות ניווניות נוירו-דגנרטיביות מתארים מעגל עצבי שמקשר בין זיכרון מרחבי למהירות תנועה. על ידי שינוי תדירות הדחפים במעגל זה, ניתן היה להשפיע על התנהגות העכבר, כיצד הוא נע. שרשרת התאים המהירה הייתה קשורה להיפוקמפוס, מרכז הזיכרון העיקרי; מצד שני, הקורטקס האנטורינאלי נכלל גם ב"אזור ההשפעה" של ההיפוקמפוס.

למרות שכל הניסויים המתוארים בוצעו בבעלי חיים, בבני אדם, סביר להניח שהדברים הם בדיוק אותו הדבר - אחרי הכל, חשוב לנו לדעת את מהירות התנועה שלנו. אולי יש כמה מדי מהירות עצביים שעוקבים ביחד אחר תנועות הגוף ומדווחים עליהן למערכת ה-GPS, שבתורה, יחד עם מפות המאוחסנות בזיכרון, יוצרים תמונה של היכן אנחנו נמצאים.