October 30th, 2013

Gridcellen maken het neurale navigatiesysteem compleet

In ons hoofd zit een nauwkeurig navigatiesysteem. Drie verschillende types hersencellen creëren een kaart van de omgeving en houden voortdurend onze positie bij. En dat zónder gps-signaal.

In de eerste helft van de vorige eeuw zagen veel psychologen de geest als een black box. Het had volgens hen geen zin om je af te vragen welke processen zich daarin afspelen. Om de mens te begrijpen zou je alleen moeten kijken naar zijn gedrag. Maar dit behaviorisme werd steeds moeilijker verdedigbaar. Vooral toen in de jaren ’30 en ’40 bleek dat ratten een cognitieve kaart van hun omgeving gebruiken om te navigeren door een doolhof. Zulke mentale toestanden spelen dus wel degelijk een rol, ook als ze niet direct zichtbaar zijn in het gedrag.

Virtuele fiets

Hoe de hersenen die kaart van de omgeving vormen, werd in de decennia die volgden steeds duidelijker. In de hippocampus bevinden zich cellen die actief worden als je op een bepaalde plek bent in een bekende omgeving. Andere cellen registreren welke kant je opgaat. Maar om je positie te bepalen moet het mentale navigatiesysteem ook bijhouden hoe snel je je verplaatst. De cellen die daar voor zorgen zijn nu ook bij mensen aangetroffen door onderzoekers van onder ander de Universiteit van Philadelphia.

Het onderzoek werd uitgevoerd bij epilepsiepatiënten. Voorafgaand aan een operatie kregen ze elektroden op het hersenoppervlak geplaatst om vast te stellen waar de epileptische aanvallen precies vandaan komen. Neurowetenschappers maakten van de gelegenheid gebruik en vroegen de patiënten om in een virtuele omgeving rond te rijden op een fiets. Via de elektroden maten ze de activiteit van afzonderlijke hersencellen.

Grid-cellen

Sommige cellen vuurden vooral als de proefpersoon op een bepaalde plek was. Dat zijn de zogenaamde plaatscellen, die al eerder waren aangetroffen. Andere cellen reageerden vooral op een bepaalde fietsrichting; zulke richtingcellen waren ook al eerder aangetoond. Waar de wetenschappers naar op zoek waren, zijn de zogenaamd grid-cellen. Die vuurden met een zekere regelmaat terwijl de proefpersonen rondfietsten. De wetenschappers zetten de plekken waar de grid-cellen vuurden uit op een kaart van het virtuele landschap en er tekende zich een driehoekig patroon af. Precies zoals de al eerder aangetoonde grid-cellen bij ratten en andere zoogdieren ook laten zien.

De activiteit van deze cellen legt dus als het ware een onzichtbaar rooster (‘grid’) over de wereld om je heen. Omdat de grid-cellen vooral werden aangetroffen langs de belangrijkste toegangsweg naar de hippocampus, denken de onderzoekers dat hun activiteit ook een belangrijke rol speelt in hoe we herinneringen opslaan.

 

Het onderzoek werd in september gepubliceerd in Nature Neuroscience.

Auteur: Daan Schetselaar
Laat een reactie achter

Please wait... loading