Stedsansen er den grunnleggende evnen i hjernen for at vi skal vite hvor kroppen befinner seg, og hvordan vi skal orientere oss. I 1948 argumenterte den amerikanske psykologen Edward Tolman for at dyr knyttet erfaringer og minner til fysiske steder og at det førte til en dannelse av et mentalt kart.
Fant stedcellene
Da amerikaneren John O'Keefe begynte å studere rotters oppførsel på slutten av 60-tallet var metoden for å registrere den elektriske aktiviteten i enkeltceller i hjernen på forsøksdyr utviklet. Ved hjelp av implanterte tråder (ledninger) i hjernen på rotter kunne forskerne registrere den elektriske aktiviteten. Enten er cellen helt passiv, eller så "fyrer" den en ladning. O'Keefe lot rottene løpe fritt rundt i et miljø mens aktiviteten i hjernesenteret hippocampus ble registrert.
O'Keefe oppdaget at noen celler skilte seg ut ved at de var aktive bare når dyret var på ett bestemt sted i rommet. Han ga dem navnet stedceller. Ulike celler var aktive på ulike steder. Dette fikk han til å konkludere at hjernen har et referansesystem, et slags kart over omgivelsene bygd opp av stedcellene. Når forskerne endret omgivelsene, endret kombinasjonen av aktive celler seg. Det tydet på at rottehjernen opererte med flere mentale kart bygd på stedcellene.
Fant koordinatsystemet
På 80 og 90-tallet var den dominerende teorien at dannelsen av stedcellene fant sted i hippocampus. I sine doktorgradsarbeider studerte May-Britt og Edvard Moser hippocampus i professor Per Andersens laboratorium ved Universitetet i Oslo. Senere var de gjesteforskere ved laboratoriet til Richard Moss i Edinburgh og hos John O'Keefe i London. De norske forskerne mistenkte at stedcellenes funksjon kunne stamme fra aktivitet utenfor hippocampus. Den viktigste input til hippocampus kommer fra hjernesenteret enthorinal cortex.
Moser-paret tok i bruk metoden for elektrisk registrering av enkeltceller i rottehjernen da de etablerte seg i Trondheim i 1998. Ved å studere rottenes oppførsel i et større miljø i laboratoriet, gjorde Moser-paret sin store oppdagelse, gittercellene, i 2005. Disse cellene hadde den oppsiktsvekkende evnen at de var aktive på steder i miljøet som dannet et rutemønster, et sekskantet mønster, akkurat som i en bikube. Rutemønsteret bygde ikke på sanseinntrykk fra det ytre miljø, men på en mental organisering, kartlegging, av omgivelsene.
Stedsansens hovedkvarter
Moser-paret viste at gittercellene er lokalisert i den midtre delen av enthorinal cortex, og at dette er hovedkvarteret for hjernens "GPS-system". Denne delen av hjernen huser også cellene som holder styr på hoderetning (påvist i 1985, James Ranck) og grensecellene (påvist i 2008, Solstad, Savelli i Moser-senteret). Grensecellene er aktive når rotta møter vegger i et lukket miljø.
Kart i ulike målestokker
May-Britt og Edvard Moser fant også ut at rotta opererer med indre kart i ulike målestokker, med et rutenett som er fra noen centimeter til flere meter, avhengig av hvilket miljø de befinner seg i. Rotta sjonglerer lynhurtig mellom de ulike målestokkene.
Moserne og O'Keefe har fortsatt studiene, delvis i samarbeid, av forholdet mellom gittercellene i enthorinal cortex og plasscellene i hippocampus.
Gjennombrudd i hjerneforskningen
I begrunnelsen for Nobelprisen i medisin blir oppdagelsen av stedcellene, gittercellene, hjernens koordinatsystem og påvisningen av midtre enthorinal cortex som hjernens senter for stedsans, karakterisert som et gjennombrudd i hjerneforskningen.
Etter oppdagelsen av gitterceller i rotter, har andre forskere funnet samme type celler i andre pattedyr og studier tyder også på at mennesker også har dem.
Glimt av hvordan hjernen virker
Cellene som gir oss stedsansen kan også være de som gjør at vi husker tidligere erfaringer knyttet til fysiske steder. Tap av korttidsminne henger sammen med vanlige hjernesykdommer som demens og Alzheimer. En bedre forståelse av hjernens stedsans er et viktig fremskritt for å forstå disse sykdommene. Hvordan spesialiserte celler samarbeider for å utføre høyere hjernefunksjoner har åpnet nye veier for å forstå hvordan prosesser i hjernen skjer, fastslår professorene Ole Kiehn og Hans Forssberg ved Karolinska Institutet, for Nobelkomiteen.
(Artikkelen er et sammendrag av Kiehns og Forssbergs begrunnelse for Nobelprisen fysiologi eller medisin.)
