محققان مرکز علوم مغز RIKEN (CBS) در ژاپن منطقه‌ای از مغز را کشف کرده‌اند که محل قرار گرفتن حیوان در آینده نزدیک را رمزگذاری می‌کند. فعالیت در سلول‌های شبکه‌ای تازه کشف‌شده، مرتبط با نقشه‌های داخلی مکان‌های فضایی و حرکت‌های گذشته، مکان‌های آینده را به دقت پیش‌بینی می‌کند، زیرا یک حیوان در اطراف محیط خود سفر می‌کند. این مطالعه که در 15 آگوست 2024 در Science منتشر شد، به توضیح چگونگی امکان ناوبری فضایی برنامه ریزی شده کمک می کند.
ممکن است به نظر بی زحمت به نظر برسد، اما پیمایش در جهان نیازمند کمی فعالیت مغزی در زیر سر است. برای مثال، قدم زدن در سوپرمارکت و خرید خواربار نیاز به نقشه‌های درونی شده از دنیای بیرون، اطلاعاتی در مورد موقعیت و سرعت در حال تغییر خود، و خاطراتی در مورد جایی که شخص بوده و قصد خرید آن را دارد، دارد.
بسیاری از این نوع اطلاعات در سلول‌های دو بخش متصل به مغز – هیپوکامپ و قشر داخلی آنتورینال یا به اختصار MEC – موجود است که در همه پستانداران، از موش گرفته تا انسان، بسیار شبیه هستند. به طور خاص، MEC حاوی نقشه هایی از موقعیت فعلی یک حیوان در فضا است، کشفی که در سال 2014 جایزه نوبل فیزیولوژی یا پزشکی را دریافت کرد.
مطالعه جدید بر روی MEC تمرکز دارد، اما نه بر روی اطلاعات ذخیره شده مورد نیاز برای ناوبری فضایی یا مکان فعلی یک حیوان. در عوض، آزمایش‌هایی که توسط Shigeyoshi Fujisawa و Ayako Ouchi از RIKEN CBS انجام شد، بر چگونگی ایجاد نقشه‌هایی از موقعیت‌های آینده توسط این ناحیه مغز متمرکز است که به طور مداوم با حرکت حیوانات به روز می‌شوند. در حالی که موش‌ها در جستجوی آب آزادانه که به مکان‌های مختلف منتقل می‌شد، از میدان باز مربعی عبور می‌کردند، محققان تمام حرکات را که شامل صدها مسیر می‌شد، ثبت کردند. در همان زمان، آنها فعالیت سلول های مغزی را در MEC ثبت کردند. پس از آن، آنها بررسی کردند که فعالیت مغز در طول زمان چقدر با موقعیت های تغییر موش مطابقت دارد.
آنها دریافتند که فعالیت برخی از سلول های مغزی در MEC یک شبکه داخلی ایجاد می کند که موقعیت های آینده را در میدان ترسیم می کند. به عنوان مثال، یک سلول MEC ممکن است مکان خاصی را در میدان رمزگذاری کند، اما تنها زمانی که موش به نقطه ای 30 تا 40 سانتی متر زودتر در مسیری رسید که در نهایت از آن مکان عبور کرد – صرف نظر از اینکه موش از کدام جهت می آمد. این بسیار متفاوت از سلول‌های شبکه‌ای است که به برنده شدن جایزه نوبل کمک کردند، که تنها زمانی فعال می‌شوند که حیوان در حال حاضر در یک مکان خاص باشد. نویسندگان نورون‌های تازه کشف‌شده را «سلول‌های شبکه‌ای پیش‌بینی‌کننده» می‌نامند و چندین آزمایش ادامه‌دهنده برای دریافت ایده‌ای بهتر از آنچه دقیقاً کدگذاری می‌کنند انجام دادند.
اول، آنها آزمایش کردند که آیا سلول های شبکه تازه کشف شده مکان آینده را بر حسب فاصله یا زمان از زمان حال پیش بینی می کنند یا خیر. آنها دریافتند که هر دو کدگذاری شده اند، اگرچه “شبکه” سلول ها هنگام در نظر گرفتن فاصله بیشتر بود. آنها همچنین دریافتند که موقعیت‌های آینده در موقعیت‌های مختلف به درستی کدگذاری می‌شوند، چه موش‌ها در تلاش برای رفتن به سمت اهداف خاص باشند یا اگر به‌طور تصادفی به دنبال غذا هستند. این بدان معنی است که عملکرد سلول های شبکه پیش بینی به رفتار هدفمند محدود نمی شود.
منبع:news-medical
