Gps-lignende "grid" -celler funnet i menneskers hjerne


Gps-lignende

Forskere har sjelden mulighet til å studere single cell-atferd dypt inne i en levende menneskelig hjerne. Men et amerikansk team ble tilbudt sjansen til å gjøre menneskelige hjerneopptak i epilepsipasienter som gjennomgår behandling som implanterte elektroder dypt inne i hjernen deres. Forskerne oppdaget at mennesker, som andre dyr, ser ut til å ha en type hjernecelle som oppfører seg som en GPS.

Forskere hadde allerede oppdaget at hjernen til gnagere og ikke-menneskelige primater har "grid" -celler som hjelper dyrene med å holde oversikt over deres relative plassering når de navigerer i et ukjent miljø.

Rutenettceller sender signaler til en annen gruppe celler som kalles stedceller, og de sender begge signaler til hippocampus, et område av hjernen som er viktig for å danne minne. Sammen bidrar de to gruppene av celler til å gi et mentalt bilde av hvor dyret er i sitt miljø.

Men bortsett fra en studie publisert i 2010 som brukte ikke-invasiv hjerneskanning for å foreslå at gridceller eksisterer i menneskers hjerner, er denne siste studien den første som viser direkte bevis på gridcelleaktivitet i menneskers hjerner.

Joshua Jacobs, som driver et kognitivt hjernedynamiklaboratorium ved Drexel University i Philadelphia, PA, og kollegaer skriver om sine funn i denne ukens onlineutgave av Natur Neurovitenskap .

Rutenettceller får navnet sitt fra det trekantede rutenettet som de ser ut til å bruke til å representere romlig plassering. Tenk deg at du står på et mønstret gulv laget av sammenlåsende trekantformer. Når du går rundt, krysser du over fra en trekant til en annen. Rutenettceller ser ut til å kartlegge et slikt rutenettet på grunn av måten deres aktivitet spiker når du går over rutenettet.

Denne celleadferdasjonen, som er forskjellig fra andre hjerneceller, gjør det mulig for hjernen å holde styr på hvor langt du har reist fra et utgangspunkt, eller fra din siste sving. Denne typen navigasjon kalles banenintegrasjon.

Jacobs fortalte pressen:

Det er kritisk at dette nettmønsteret er så konsistent fordi det viser hvordan folk kan holde styr på posisjonen deres selv i nye miljøer med inkonsekvente layouter."

Elektrode-implanterte epilepsipatienter navigerte videospill

For studien registrerte teamet hjernevirksomhet hos 14 epilepsipasienter da de spilte et videospill på en bærbar datamaskin på sykehusens senger. Pasientene ble gjennomgått en behandling som krevde at de hadde elektroder implantert dypt inne i hjernen deres.

I videospillet brukte pasientene en joystick til å styre en sykkel som de "rode" rundt et vidt åpent terreng. De måtte navigere og hente gjenstander fra ulike punkter i et ukjent miljø, og deretter huske hvor objektene var plassert.

Først hadde de prøvekjøring hvor de kunne se gjenstandene langt unna. Da var objektene usynlige, og de måtte starte fra midten av kartet og finne gjenstandene. Når sykkelen var rett foran en gjenstand, ble den synlig.

I den siste fasen av spillet ba forskerne pasientene å sykle opp til bestemte objekter.

Under disse ulike stadier av spillet observert forskerne aktiviteten til individuelle celler i pasientens hjerner. De så hvordan forskjellige gridceller fired opp på forskjellige tidspunkter, avhengig av hvor pasienten var på rutenettet.

Jacobs sier at det trekantede rutenettet ser ut til å spille en nøkkelrolle i navigasjon, og forklarer:

"Uten rutenettceller er det sannsynlig at mennesker ofte vil gå seg vill eller må navigere bare basert på landemerker. Rutenettceller er dermed kritiske for å opprettholde en følelse av plassering i et miljø."

Seniorforfatter Michael Kahana, en nevrolog og professor i psykologi ved University of Pennsylvania, legger til:

Det nåværende funnet av rutenettceller i den menneskelige hjerne, sammen med den tidligere oppdagelsen av humane hippocampale "stedceller", som brann på enkelte steder, gir overbevisende bevis for et felles kartleggings- og navigasjonssystem bevart over mennesker og lavere dyr."

Rutenettcellene i de menneskelige pasientene ble funnet i en del av hjernen kjent som entorhinal cortex, som også er hvor de har blitt funnet hos dyr.

Den entorhine cortex er en av de første hjerneområdene som skal påvirkes av Alzheimers sykdom. Jacobs sier at forståelse av gridceller kan hjelpe oss med å forstå bedre hvorfor folk med Alzheimer er blitt diosorientert og kanskje til og med finne en måte å forbedre hjernens funksjon på.

Tyven tømmer din bil for værdier på få sekunder (Video Medisinsk Og Faglig 2019).

§ Problemer På Medisin: Medisinsk praksis