Ученые выяснили, почему люди по-разному ориентируются в пространстве

Как оказалось, эта способность зависит от качества сигнала, который посылают нервные клетки из энториальной коры головного мозга. Именно этот отдел, считают авторы, и отвечает за выбор направления при движении.

Нобелевская премия за «внутреннюю GPS»

Изучение системы, с помощью которой человек ориентируется в пространстве, было отмечено в этом году Нобелевской премией по физиологии и медицине. Она была присуждена Мэй-Бритт Мозер и Эдварду Мозеру, а также Джону О'Кифу за открытие системы клеток в мозге, которая определяет положение в пространстве .

Теперь ученым из Университетского колледжа Лондона (кстати, там работает и профессор О'Киф) удалось продвинуться еще дальше.

«Нейроны места»

Вообще, вопрос о том, как человек ориентируются в пространстве уже давно интересовал ученых.

В конце 60-х годов считалось, что животные ориентируются под прямым влиянием сигналов от органов чувств.

Но профессору Джону О'Кифу удалось опровергнуть эту, казалось бы, очевидную и логичную точку зрения. Его эксперименты на животных показали, что за анализ информации о пространственном местоположении отвечают особые клетки, которые находятся в гиппокампе. Эти «нейроны места» или клетки памяти на те или иные точки в пространстве были открыты О'Кифом и его коллегами в 1970-х годах. Тогда О'Киф предположил, что эти клетки хранят информацию о тех или иных метках пространственного окружения, которые животные воспринимают преимущественно с помощью зрения.

«Клетки координатной сетки»

Затем был сделан следующий шаг в изучении процесса ориентации в пространстве.

Супругами Мозер был открыт другой ключевой компонент системы положения тела в пространстве. Уже в 2000-х годах в энторинальной коре - зоне головного мозга рядом с гиппокампом - супруги Мозер вместе с коллегами обнаружили так называемые нейроны координатной сетки (или «клетки решетки», grid cells). Тогда они выяснили, что эти «клетки решетки» обеспечивают внутреннюю мозговую систему координат и обмениваются информацией с «клетками места».

Такая система и обеспечивает ориентацию в пространстве. Как раз за это открытие супруги Мозер и Джон О'Киф получили Нобелевскую премию.

Как мозг выбирает направление движения

Новая работа ученых их Университетского колледжа Лондона связана с более детальным изучением этого вопроса - с изучением работы энторинальной коры головного мозга.

В своем исследовании ученые просили 16 здоровых добровольцев ориентироваться на компьютере в виртуальном пространстве. Каждая плоскость в этом пространстве имела свой собственный ландшафт, а каждый угол отличался каким-то запоминающимся объектом. Процесс ориентации ученые изучали с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии головного мозга.

Как выяснили авторы, в энторинальной коре находятся клетки, которые посылают определенный сигнал, показывающий, в каком направлении необходимо двигаться, чтобы попасть в определенный пункт. Иными словами, как объясняют авторы, этот сигнал обеспечивает ощущение нужного направления.

«Известно, что лондонские водители стараются вначале понять в общем, в каком направлении им необходимо двигаться. Теперь мы знаем, что за этот процесс отвечают нейроны в энторинальной коре. А вот качество сигнала, который посылают нейроны из этого отдела и определяет то, насколько человек хорошо ориентируется в пространстве», - говорит ведущий автор исследования доктор Хьюго Спайерс (Hugo Spiers).

«Нейрофизиологи сделали уже очень много в понимании того, как человек ориентируется в пространстве. Данное исследование – это следующий шаг в этом направлении. Вопрос, почему одни люди ориентируются лучше других, интересует многих. Но подобные исследования, помимо фундаментального значения, имеют еще и важное значение для медицины – они помогают объяснить, что происходит с мозгом при многих нейродегенеративных заболеваниях, например, при болезни Альцгеймера, когда человек теряет ориентацию в пространстве», - говорит доктор Джон Исаак (John Isaac), руководитель нейронаук и изучения ментального здоровья фонда Wellcome Trust, который финансировал данное исследование.

Статья о роли энторинальной коры в ориентации организма в пространстве опубликована в последнем номере журнала Current Biology.