Kart over steder vi har vært lagres i hjernen og hentes fram igjen hver gang vi besøker det samme stedet. Forskerne Christensen og medarbeidere ved institutt for medisinske basalfag og institutt for biovitenskap ved Universitetet i Oslo, viser at sukkerholdige proteiner i hjernen sørger for at kartene er stabile og ikke blir overskrevet når vi besøker nye steder.

Proteinene er del av en tettpakket sukkerholdig struktur som ligger som et nett rundt nerveceller (perinevrale nett). Tidligere har Hafting-Fyhn laben vist at disse nettene bevarer langtidsminner. Funnene i denne studien er de første som viser at perinevrale nett skjerper stedsansen når man utforsker nye steder.

Perinevrale nett er med på å bremse læringsevnen hos voksne

Nettene bremser hjernens mulighet til å koble om kretser og endre på signaloverføringen mellom nerveceller. I barndommen har vi lite perinevrale nett og reorganisering av kretser skjer i stor skala for at vi skal kunne lære raskt. I overgangen fra barn til voksne dannes det mye perinevrale nett og læringsprosessene bremses slik at vi ikke overskriver og mister tilegnet kunnskap og ferdigheter.

Rotter uten perinevrale nett brukte lengre tid på å danne nye kart

Stedsinformasjon kodes og lagres dypt inne i tinninglappen hvor hjerneområdet entorhinal cortex har en viktig rolle. Her finnes gridcellene som koder informasjon om steder man besøker. Gridcellenes aktivitet danner regulære mønstre, omtrent som koordinater på et kart. Ved å registrere aktiviteten til gridceller hos rotter har vi undersøkt hvordan gridcellene oppfører seg i ulike miljøer, -med og uten perinevrale nett.

“I rotter som hadde fått fjernet perinevrale nett i entorhinal cortex så vi at det tok mye lengre tid for gridcellene å danne kart over nye steder rottene besøkte. Da rottene ble plassert tilbake i et kjent miljø så vi at de lagrede kartene var blitt ustabile, forteller Christensen”.

Uten nettene kan lagret informasjon overskrives

Ved å fjerne de perinevrale nettene hos voksne rotter kan lagret informasjon endres raskere enn før. Det er dette vi tror skjer med stedsinformasjonen i entorhinal cortex. Her er nettene med på å holde mange parallelle kart intakte samtidig og sørge for at disse ikke blandes sammen og skaper forvirring selv om vi forflytter oss rundt til nye steder.

Et mulig ledd i utviklingen av Alzheimers

Hjerneceller i entorhinal cortex er de første som dør under Alzheimers sykdom. Tidlige symptomer på denne lidelsen er nettopp utfordringer med å forvirring med sted og tid. Andre studier har vist at sammensetningen av perinevrale nett endres i dyremodeller av Alzheimers sykdom. Det gjenstår å undersøke om kan de perinevrale nettene i entorhinal cortex endrer seg under Alzheimers sykdom.

Forskningsinitiativet CINPLA

CINPLA står for Center for Intergrative Neuroplasticity og er et strategisk forskningsinitiativ støttet av Universitetet i Oslo. CINPLA kombinerer eksperimentelle, beregningsorienterte og teoretiske metoder for å studere hjerneplastisitet og hvordan nevrale kretser opererer i ulike former for atferd.

CINPLA rekruttere studenter og forskertalenter på tvers av disipliner som for eksempel biologi, fysikk, matematikk og medisin befinner seg derfor i en unik posisjon til å kunne utvikle nye metoder for å studere sykdommer i hjernen.

Forskere i studien

Ane Charlotte Christensen, Kristian Kinden Lensjø, Mikkel Elle Lepperød, Svenn-Arne Dragly, Halvard Sutterud, Jan Sigurd Blackstad, Marianne Fyhn, Torkel Hafting.

Forskningen er utført ved

• Center for Integrative Neuroplasticity, University of Oslo, Norway
• Institute of Basic Medical Sciences, University of Oslo, Norway
• Department of Biosciences, University of Oslo, Norway
• Department of Physics, University of Oslo, Norway