Βρείτε μας στο Google News. Πατήστε εδώ!Ο εγκέφαλος δημιουργεί εσωτερικούς «χάρτες» για να μας βοηθήσει να πλοηγηθούμε και να μάθουμε από το περιβάλλον μας, αλλά το πώς σχηματίζονται αυτοί οι χάρτες παραμένει μια πρόκληση για κατανόηση. Τώρα, μια μελέτη με επικεφαλής τη Liset M. de la Prida στο Cajal Neurosciences Center (CNC-CSIC) στη Μαδρίτη, σε συνεργασία με το Imperial College του Λονδίνου, προσφέρει μια νέα προοπτική για τον τρόπο με τον οποίο κωδικοποιούνται οι χωρικές και βιωματικές πληροφορίες στον ιππόκαμπο, μια βασική περιοχή του εγκεφάλου για πλοήγηση και μνήμη.
Η μελέτη που δημοσιεύτηκε σήμερα στο Neuron, αποκαλύπτει ότι δύο τύποι νευρώνων του ιππόκαμπου λειτουργούν συμπληρωματικά σε ποντίκια για να δημιουργήσουν χωρικούς χάρτες που είναι πιο εξελιγμένοι και προσαρμόσιμοι από ό,τι πιστεύαμε προηγουμένως. Τα ευρήματα ανοίγουν νέους δρόμους για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται και αντιπροσωπεύει τις χωρικές πληροφορίες και θα μπορούσαν να έχουν επιπτώσεις στη μελλοντική ανάπτυξη θεραπειών για νευρολογικές διαταραχές που σχετίζονται με τη μνήμη και τον προσανατολισμό, όπως στη νόσο του Αλτσχάιμερ.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι δύο διακριτοί υποπληθυσμοί πυραμιδικών νευρώνων, που ταξινομούνται ως επιφανειακοί και βαθείς με βάση τη θέση τους στον ιππόκαμπο, ανταποκρίνονται διαφορετικά κατά την κίνηση και την περιστροφή, επιτρέποντας στον εγκέφαλο να δημιουργήσει συμπληρωματικές γεωμετρικές αναπαραστάσεις.
Η μελέτη δείχνει ότι οι βαθιοί πυραμιδικοί νευρώνες ανταποκρίνονται σε τοπικές αλλαγές, όπως η θέση των επίπλων σε ένα δωμάτιο. Αντίθετα, οι επιφανειακοί πυραμιδικοί νευρώνες διατηρούν μια πιο σταθερή χωρική αναπαράσταση, εστιασμένη σε παγκόσμια χαρακτηριστικά όπως ο προσανατολισμός των παραθύρων ή των θυρών. Αυτή η σταθερότητα είναι ζωτικής σημασίας για τη διατήρηση μιας συνεπούς αναφοράς στο περιβάλλον.
Αυτή η μελέτη βασίζεται στην έρευνα που αναγνωρίστηκε με το βραβείο Νόμπελ 2014 που απονεμήθηκε στη May-Britt και στον Edvard Moser, μαζί με τον John O’Keefe, για τις ανακαλύψεις τους σχετικά με τα κύτταρα του τόπου και του πλέγματος, τα οποία αποτελούν τη βάση του συστήματος εντοπισμού θέσης του εγκεφάλου. Τα ευρήματα του Liset M. de la Prida επεκτείνονται σε αυτές τις ανακαλύψεις, προσφέροντας μια βαθύτερη κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο ιππόκαμπος κωδικοποιεί και επεξεργάζεται τις χωρικές πληροφορίες ενσωματώνοντας διαφορετικά πλαίσια αναφοράς.
Χώρος, ταχύτητα και κατεύθυνση
Για να μελετήσει αυτές τις αναπαραστάσεις, η ομάδα χρησιμοποίησε απλούς λαβύρινθους διαδρόμους με οπτικές και απτικές ενδείξεις, όπου τα ποντίκια μπορούσαν να τρέχουν μπρος-πίσω. Ανακάλυψαν ότι οι νευρώνες βαθιάς στιβάδας ήταν πιο συντονισμένοι στο διάστημα, την ταχύτητα και την κατεύθυνση της κίνησης από τους νευρώνες επιφανειακής στιβάδας. Είναι ενδιαφέρον ότι οι βαθείς νευρώνες ανταποκρίθηκαν σε κοντινά ορόσημα, ενώ οι επιφανειακοί νευρώνες ήταν πιο συντονισμένοι με οπτικές ενδείξεις στο ευρύτερο περιβάλλον του δωματίου.
“Οι νευρώνες του ιππόκαμπου δημιουργούν αφηρημένες χωρικές αναπαραστάσεις που λειτουργούν ως χάρτης, επιτρέποντας τον προσανατολισμό και τη μνήμη των προηγούμενων εμπειριών. Μέχρι τώρα, δεν ήταν ξεκάθαρο πώς διαφορετικοί τύποι νευρώνων συνέβαλαν σε αυτούς τους αφηρημένους χάρτες, καθώς αυτές οι αναπαραστάσεις προκύπτουν από συλλογική δραστηριότητα. Είναι σαν να προσπαθείς να προσδιορίσεις ποιοι μουσικοί σε μια ορχήστρα είναι υπεύθυνοι για το ρυθμό, ποιος είναι ο βασικός ρόλος για μένα. αποτέλεσμα», λέει η Liset M. de la Prida.
Η ανακάλυψη κατέστη δυνατή χάρη σε προηγμένες τεχνικές απεικόνισης που επιτρέπουν την ταυτόχρονη απεικόνιση εκατοντάδων νευρώνων κάθε τύπου. «Χρησιμοποιήσαμε δύο διαφορετικού χρώματος αισθητήρες για να παρακολουθήσουμε τη δραστηριότητα τόσο των επιφανειακών όσο και των βαθιών κυττάρων σε πραγματικό χρόνο», εξηγεί ο Juan Pablo Quintanilla, ο συν-συγγραφέας που είναι υπεύθυνος για αυτά τα πειράματα. Αυτή η τεχνική μικροενδοσκοπικής κυτταρικής απεικόνισης καθιερώθηκε για πρώτη φορά στην Ισπανία στο Cajal Neurosciences Centre του Ισπανικού Εθνικού Ερευνητικού Συμβουλίου (CSIC).
