I dag publiseres funnene i siste nummer av prestisjetidsskriftet Nature.
Det er snart ti år siden Moser-paret oppdaget gittercellene som ga dem Nobelprisen. Hjerneforskerne ved Kavli-instituttet på NTNU går stadig dypere i å forstå hvordan hjernens systematiske kartlegging av omgivelsene fungerer. Edvard Moser løftet litt på sløret om den siste oppdagelsen i sitt nobelforedrag.
Les også: Synes rike bidrar for lite
Skaper geometrisk ulikhet
At hjernens gitterceller danner et koordinatsystem i ulike målestokker, er gammelt nytt. Nå har forskerne funnet ut at de mentale kartene som rotta - og trolig vi også - lager oss av et rom, er litt forskjøvet i forhold til veggene. Når rotta kommer inn i et rom for første gang, orienterer den sitt indre kart parallelt med veggene. Men så skjer noe spennende. Etter hvert som dyret kommer inn flere ganger, skjer en vridning av det mentale kartet. Mønsteret som gittercellene danner ligger ikke lenger parallelt med veggene.
Les også: Sebrafisk inntar Mosers rottelab
Den smarte vinkelen
– Forskyvningen i forhold til nærmeste vegg er i gjennomsnitt 7,5 grader, sier Tor Stensola, som er hovedforfatter for artikkelen.
– Etter å ha gjort noen beregninger fant vi at det kunne være en god grunn til akkurat den vinkelen. Det snedige er at 7,5 grader gir maksimal asymmetri i forhold til veggene i det kvadratiske rommet, og dermed minst risiko for feil. Når rotta er i ett hjørne, vil det oppleves litt annerledes enn de andre tre. For dyret er det en stor fordel at plasser i rommet oppleves forskjellig for å klare å skille mellom dem. På den måten blir det lettere å lage separate minner, sier Stensola.
Forskerne har også oppdaget noe annet med gittercellene. Samtidig som det indre kartet av omgivelsene vris, får det regelmessige sekskantmønsteret en mer elliptisk form. Mønstret strekkes.
– Vi så at det er en forbindelse mellom forankringen av kartet, vridningen og deformeringen av gittermønsteret. Det virker som den beste forklaringen er fenomenet som kalles skjærkrefter, sier Tor Stensola.
Les også: Hvorfor grunnforskning er viktig
Kart som varer
Dette er krefter som forflytter deler av et objekt i én retning, men hvor mye avgjøres av hvor delene befinner seg. Stensola bruker som et eksempel en kortstokk som får en dytt. Det nederste kortet blir liggende stille, mens resten forskyves mer og mer.
Når rotta går inn i et nytt og ukjent miljø, forankrer den sitt indre kart til en nærliggende vegg, tror forskerne. Siden, når rotta kommer inn i samme rom, vil skjærkreftene strekke kartet helt til det får et avvik på 7,5 grader fra veggen. På denne måten skaper rotta seg et robust kart som har minst mulig risiko for feil i selvlokaliseringen.
Stensola mener vridningen kommer av en dynamikk inne i hjernen, der celler skyver på hverandres aktivitetsmønstre. Kanskje er det grensecellene som påvirker gittercellene i konkurransen om å være aktive.
– For meg er det mest fascinerende med dette å se hvordan mønstre dypt i hjernen samspiller med mønstrene i den ytre verden, sier Tor Stensola.
Les også: Glede og lidenskap er alt