Впервые доказано существование навигационных нейронов у человека

Впервые доказано существование навигационных нейронов у человека

Каждый знает человека, который способен заблудиться "в трёх соснах". Некоторые узнают этого человека в себе. Ориентация в пространстве — задача довольно сложная, но нам приходится справляться с ней едва ли не ежедневно. Кто-то с лёгкостью дойдёт до главной площади в незнакомом городе, а кто-то потеряется по дороге в туалет в маленьком кафе. Чем же обусловлена способность к внутренней навигации?

В 2005 году команда учёных из Норвегии доказала, что мозг млекопитающих содержит особые клетки — grid-нейроны, которые начинают активно работать, когда животное находится в конкретных местах пространства. Тогда эксперименты проводились на крысах.

Недавно американцы заинтересовались этим же вопросом: Джошуа Джейкобс (Joshua Jacobs) и его коллеги из университета Дрекселя в Филадельфии решили выяснить, есть ли у человека такие же специфические нейроны.

Вообще, во время перемещения в пространстве активизируются три типа клеток: нейроны направления (работают, когда мы выбираем направление), нейроны места ("зажигаются", когда мы находимся в определённой точке) и те самые grid-нейроны, которые также иногда называют "координатными нейронами" или "нейронами координатной сетки".

Grid-нейроны посылают сигнал нейронам места, а затем обе группы клеток посылают сигналы гиппокампу — участку головного мозга, регулирующему переход кратковременной памяти в долговременную. Вся эта система ответственна за то, чтобы животное не заблудилось.

Наличие первых двух типов клеток у человека было доказано почти сразу, но с grid-нейронами возникли сложности: ранее имелись лишь косвенные свидетельства их существования в человеческом мозге.

Джейкобс и его команда провели эксперимент с участием 14 добровольцев. В головной мозг испытуемых уже были вживлены специальные электроды. Изначально они предназначались для лечения эпилепсии, но и для данного исследования оказались полезны.

Участникам эксперимента предложили сыграть в компьютерную игру, где они ездили на виртуальном автомобиле и запоминали локации различных объектов. Параллельно учёные следили за нейронной активностью испытуемых. После того как игроки освоились в виртуальном пространстве, их попросили вновь определить местоположение собранных предметов. Артефакты при этом оставались невидимыми до тех пор, пока игрок не приближался к нужной локации.

Виртуальная реальность была избрана не случайно: в обычной жизни человек бы использовал естественные ориентиры, из-за чего могли бы активизироваться другие клетки мозга, а в компьютерной игре добровольцам пришлось самостоятельно составлять мысленную карту местности, "зажигая" строго определённые нейроны.

Когда мы передвигаемся в пространстве, то нашу траекторию можно разбить на треугольники, соединённые друг с другом углами. Grid-нейроны активизируются лишь тогда, когда мы достигаем угла воображаемого треугольника. Когда испытуемые играют в компьютерную игру, это видно довольно отчётливо.

В ходе испытания исследователи заметили, что у добровольцев активизировались клетки в энторинальной коре (ответственна за память и навигацию) и передней поясной коре (участвует в процессе обучения) головного мозга — так же, как и у животных.

Интересно, что учёные увидели и отличие: только у людей "зажигались" нейроны префронтальной коры, которая ответственна за формирование новых эпизодических воспоминаний, связанных с конкретным местом и временем.

Джейкобс считает, что после ещё нескольких этапов данного исследования можно будет говорить о разработке лекарства, стимулирующего работу навигационных нейронов. Это поможет людям не только справиться с проблемами ориентации в пространстве, но и параллельно улучшить некоторые функции мозга для профилактики дегенеративных заболеваний. К примеру, ненормальная активность нейронов энторинальной коры провоцирует появление болезни Альцгеймера.

О результатах работы Джейкобса и его коллег можно почитать в журнале Nature Neuroscience.

Также по теме: Биологи обнаружили в носу форели магнитный навигатор  Биологи вновь заговорили об ориентации на местности у бабочек-монархов   Зоологи выяснили, как почтовые голуби ориентируются в пространстве  Скарабеи используют Млечный Путь в качестве компаса   Навигационная система для сердца

vesti.ru

Похожие новости:
Ученые предсказали существование самой легкой формы льда
Ученые из Университета Небраски-Линкольна предсказали существование семнадцатой формы льда с рекордно низкой плотностью. Результаты работы были опубликованы в журнале Science Advances.Новая форма льда, согласно исследованиям ученых, при обычных условиях представляет собой клатрат s-III — кристаллическое ..
2016-02-14 1552 0 Научные открытия
4
На Земле существовал неизвестный вид первобытного человека
Исследования генома денисовского человека показали, что на Земле существовал ранее неизвестный вид первобытного человека, считает директор Института археологии и этнографии Сибирского отделения Российской академии наук Анатолий Деревянко. «У «денисовца» до 17% геномов от неандертальца, 4% - от генома неизвестного вида и подвида», ..
2013-06-14 1805 0 Научные открытия
1
Головной мозг человека начинает стареть уже в 45 лет
Как заявили учёные из Великобритании, головной мозг человека начинает терять интеллектуальные способности уже в возрасте 45 лет, а не 60, как считалось ранее.Команда лондонских исследователей провела десятилетний эксперимент, в ходе которого группы мужчин и женщин в возрасте от 45 до 75 лет регулярно проходили тестирование на определение способности ..
2012-03-16 2603 0 Научные открытия
0
Адронный коллайдер подтвердил теорию суперсимметрии
Ученые-физики из Европейской организации ядерных исследований CERN, работающие с Большим адронным коллайдером (БАК), зарегистрировали и экспериментально подтвердили существование одного из самых редких видов распада частиц в природе. Существование такого вида распада наносит сокрушительный удар по теории ..
2012-11-16 3538 4 Научные открытия
0
«Зоопарк» квазичастиц пополнился квантовыми каплями
Германо-американская группа физиков обнаружила феномен, который можно описать с помощью нового типа квазичастиц, так называемых квантовых капель или дроплетонов (dropleton). Исследование опубликовано в Nature, кратко о его значении пишет Wired. Квантовые капли обнаружились в экспериментах физиков неожиданно — существование ..
2014-02-28 1870 0 Научные открытия
0
Нобелевскую премию по физике дали за бозон Хиггса
Нобелевская премия в области физики присуждена профессорами Питеру Хиггсу и Франсуа Энглеру. Как объявили во вторник в Нобелевском комитете в Стокгольме, премия присуждена за "обнаружение механизма, который помогает нам понимать происхождение массы субатомарных частиц, существование которого было доказано ..
2013-10-9 1815 0 Научные открытия
0
Биологи увидели ДНК внутри хромосомных «затычек»
Коллектив биологов и физиков из Университета северной Каролины разработал новый метод на основе атомно-силовой микроскопии, который позволяет проследить движение ДНК как снаружи, так и внутри ДНК-белковых комплексов. Этот метод позволил исследователям рассмотреть в деталях теломеры — «затычки» на концах хромосом, ..
2016-02-13 1268 0 Научные открытия
2
Американский ученый заявил о существовании загробной жизни
Несмотря на скепсис большинства ученых в отношении загробной жизни, в их среде находятся эксперты, которые все же пытаются доказать, что жизнь после смерти существует, как и душа человека.Доктор Стюарт Хэмерофф, анестезиолог и преподаватель Аризонского университета, в эфире научного телеканала рассказал о теории, ..
2012-11-1 2742 1 Научные открытия
0
Ученые обнаружили у человека GPS-нейроны
Журнал Nature Neuroscience опубликовал результаты англо-американских ученых нейробиологов, которые смогли зарегистрировать процесс работы внутренней навигационной системы человека. Ученые обнаружили и изучили у человека координатные нейроны (grid cells), которые помогают ориентироваться в пространстве. Эти нейроны помогают ..
2013-08-8 2405 0 Научные открытия
1
Физики из Тэватрона отвергли экзотические свойства бозона Хиггса
Физики из Тэватрона (коллайдера в Национальной ускорительной лаборатории имени Ферми — Фермилаба) продолжают сообщать о полученных ими ограничениях на свойства бозона Хиггса. Об этом рассказывает Science News. На этот раз физики из коллабораций CDF и D0 сообщили о том, что им удалось проанализировать результаты своих экспериментов ..
2015-04-09 4057 0 Научные открытия
0
"Частица Бога" признана главным научным открытием 2012 года
Журнал Science подводит итоги года и предлагает читателям рейтинг самых интересных и важных научных достижений, сделанных в 2012 году. По традиции, сотрудники издания выбирают 10 главных событий и выделяют среди них одного победителя. Бозон Хиггса – "частица Бога" В ..
2012-12-23 2444 0 Научные открытия
0
БАК поможет найти ученым новую форму материи
Большой адронный коллайдер (БАК, Large Hadron Collider - LHC) уже сыграл важную роль в открытии так называемой Божественной частицы, и теперь самый большой в мире коллайдер частиц, возможно, поможет ученым обнаружить новую форму материи, известную как тетракварк. Согласно ..
2014-04-14 2142 0 Научные открытия
0
Найден ген, который отличает нас от приматов
За последние 3 миллиона лет, ген SRGAP2, который содержится исключительно в геноме человека был продублирован несколько раз. Данное наблюдение сделала ведущий ученый из Университета Вашингтонав городе Сиэттл, Меган Дэннис. Ученая вместе со своими коллегами смогла доказать, что увеличения количества ..
2011-10-16 2103 0 Научные открытия
-1
Генетики нашли источник трех процентов интеллекта
Группа ученых из США обнаружила версию гена KL, которая связана со значительным повышением уровня интеллекта у человека. Свое исследование авторы опубликовали в журнале Cell Reports, кратко с ним можно ознакомиться на сайте The Economist. Генетики исследовали версию гена KL с названием KL-VS и нашли, ..
2014-05-20 2101 0 Научные открытия
0
Ученые изучают мусорные ДНК человека
Большая часть человеческого генома представлена так называемым "мусорным ДНК" - свободными обрывками генетического кода. Последние исследования международной научной группы показали, что существенная часть этого материала образована ДНК различных вирусов. Под руководством профессор биологии Седрика Фескотта ..
2012-10-22 2428 0 Научные открытия
0