Ερευνητική ομάδα άφησε αρουραίους μέσα σε μια μικρή, ειδικά διαμορφωμένη για το πείραμα «αρένα» και κατέγραφαν σήματα από ένα τμήμα του εγκεφάλου που είναι γνωστό ότι παίζει σημαντικό ρόλο στην πλοήγηση και στη μνήμη.

Διαπίστωσαν, λοιπόν, ότι τα κύτταρα εκεί πυροδοτούνταν, παλλόμενα ρυθμικά σε ένα μοτίβο που έμοιαζε με χιλιομετρητή, με κάθε λίγα βήματα που έκανε το ζώο.

Οπως αναφέρει σε δημοσίευμά του το BBC, στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε ένα νέο πείραμα, με εθελοντές να βαδίζουν, σε μια μεγενθυμένη εκδοχή του ίδιου τεστ πλοήγησης. Οι καταγραφές έδειξαν ότι και ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει τον ίδιο μετρητή.

Η μελέτη αυτή είναι η πρώτη που δείχνει ότι οι κινήσεις των λεγόμενων «κυττάρων πλέγματος» συνδέονται άμεσα με την ικανότητά μας να υπολογίζουμε σωστά την απόσταση που έχουμε διανύσει. Τα κύτταρα πλέγματος του εγκεφάλου (grid cells) βρίσκονται στον ενδορινικό φλοιό και είναι υπεύθυνα για τη χωρική πλοήγηση και τον εσωτερικό προσανατολισμό.

Οι ερευνητές δημιούργησαν μια αρένα για να εκπαιδεύσουν και να ελέγξουν την ικανότητα των αρουραίων να εκτιμούν την απόσταση που έτρεχαν.

«Φανταστείτε να περπατάτε από την κουζίνα στο σαλόνι σας. Αυτά τα κύτταρα βρίσκονται στο τμήμα του εγκεφάλου που παρέχει έναν εσωτερικό χάρτη, τη δυνατότητα να τοποθετείτε τον εαυτό σας στο περιβάλλον μέσω του νου σας», αναφέρει ο καθηγητής Τζέιμς Εϊντζ από το βρετανικό Πανεπιστήμιο St.Andrews, επικεφαλής της μελέτης.

Η μελέτη αποκαλύπτει πώς ακριβώς λειτουργεί αυτός ο εσωτερικός χάρτης στον εγκέφαλο και τι συμβαίνει όταν διαταράσσεται. Οταν το «χτύπημα» του χιλιομετρητή αλλάξει λόγω μεταβολών στο περιβάλλον, τόσο οι αρουραίοι όσο και οι άνθρωποι αρχίζουν να υπολογίζουν λάθος την απόσταση.

Στην καθημερινή ζωή αυτό συμβαίνει, για παράδειγμα, στο σκοτάδι ή όταν πέφτει ομίχλη κατά τη διάρκεια μιας πεζοπορίας: ξαφνικά γίνεται πολύ πιο δύσκολο να εκτιμήσουμε πόσο μακριά από τον προορισμό μας βρισκόμαστε, επειδή ο εσωτερικός μετρητής μας παύει να λειτουργεί αξιόπιστα.

Για να το εξετάσουν αυτό πειραματικά, οι ερευνητές εκπαίδευσαν αρουραίους να τρέχουν μια συγκεκριμένη απόσταση σε ορθογώνια αρένα. Οι αρουραίοι ανταμείβονταν με ένα κομμάτι σοκολατένιου δημητριακού όταν έτρεχαν τη σωστή απόσταση και επέστρεφαν στην αρχή.

Οταν οι αρουραίοι έτρεχαν σωστά, τα «μετρητικά» κύτταρα στον εγκέφαλό τους πυροδοτούνταν μόλις αυτοί κάλυπταν απόσταση περίπου 30 εκατοστών. «Οσο πιο τακτικό ήταν το μοτίβο, τόσο καλύτερα εκτιμούσαν την απόσταση που έπρεπε να διανύσουν για να πάρουν το έπαθλο», εξήγησε ο καθηγητής Εϊντζ.

Μόλις όμως οι επιστήμονες άλλαξαν το σχήμα της αρένας, αυτό το τακτικό μοτίβο έγινε ακανόνιστο και οι αρουραίοι δυσκολεύονταν να υπολογίσουν τη σωστή απόσταση.

Ανθρωποι και ποντίκια

Για να το δοκιμάσουν και σε ανθρώπους, οι ερευνητές δημιούργησαν μια αρένα 12×6 μέτρων και ζήτησαν από εθελοντές να κάνουν την ίδια εργασία: να περπατήσουν μια συγκεκριμένη απόσταση και να επιστρέψουν στην αρχή.

Οπως οι αρουραίοι, έτσι και οι άνθρωποι εκτιμούσαν σωστά την απόσταση όταν βρίσκονταν σε ορθογώνιο χώρο, αλλά όταν οι τοίχοι μετακινήθηκαν και άλλαξε το σχήμα, άρχιζαν να κάνουν λάθη. Η ομοιότητα στη συμπεριφορά μεταξύ αρουραίων και ανθρώπων ενισχύει την πεποίθηση των επιστημόνων ότι και ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει τον ίδιο εσωτερικό «χιλιομετρητή».

Πέρα από την κατανόηση του πώς πλοηγούμαστε, τα ευρήματα μπορεί να βοηθήσουν και στη διάγνωση της νόσου Αλτσχάιμερ. «Τα συγκεκριμένα κύτταρα που καταγράφουμε βρίσκονται σε μια από τις περιοχές που επηρεάζονται πρώτες από το Αλτσχάιμερ. Υπάρχουν ήδη διαγνωστικά παιχνίδια για κινητά που ελέγχουν την πλοήγηση. Εμάς θα μας ενδιέφερε κάτι παρόμοιο, αλλά ειδικότερα για την εκτίμηση μιας απόστασης», εξηγεί ο επικεφαλής της μελέτης.

Ακολουθήστε το Protagon στο Google News