Геометрията променя ориентацията

Поредното откритие на Нобеловия лауреат Джон О’Кийфи потвърждава, че ориентацията в пространството много зависи от геометрията на въпросното това пространство.

Някои Нобелови лауреати от изминалите години продължават да радват с нови открития. Наскоро лауреатът на Нобелова награда за химия Ерик Бетциг разказа, че му е „дотегнал“ микроскопът, за който получи престижното отличие, и че конструира нов.

Ето и Джон О’Кийфи, присъединил се към нобелистите през 2014 година, продължава изследванията, които му донесоха най-жадуваната научна награда в света. Преди той просто описал механизма, чрез който мозъкът се ориентира в пространството.

Грубо казано, става дума за вградената в мозъка GPS система, която отговаря и за пространствената памет.

Този път О’Кийфи работил не със семейство Мозер, с които раздели Нобеловата награда за физиология и медицина, а с екип учени от Лондонския университетски колеж. Резултатите от изследванията им са публикувани в престижното издание Nature.

И ако преди изследователите успели само да докажат съществуването на подобен механизъм и да обяснят неговата работа чрез „клетките за място“ и „клетките решетки“, то сега учените започнали да разбират дълбочинните особености на функционирането на тази „навигационна система“.

По-конкретно те по-подробно изследвали „клетките решетки“ – така наречените grid-неврони, поради които хората запомнят една или друга точка от пространството и се ориентират в местности.

Освен това „решетъчните неврони“ се възбуждат само когато човек или животно се намират на определени места.

Било прието да се смята, че областите на възбуждане на grid-невроните се организират в решетка, която има сечение във вид на равностранен шестоъгълник. Но последните изследвания показали, че решетката може и да не е хексагонална.

Това зависи от околната среда – при определени условия решетката се изкривява, за да съответства на геометрията на определено място.

Изследователите успели да разберат това, като провели експеримент с четиридесет и един плъха. По-конкретно учените разбрали в какви решетки се организират grid-невроните на гризачите, поставени в кръгло, квадратно или трапецовидно пространство.

За тази цел те поставили плъховете в подобни пространства и изучили решетките на grid-невроните в енториналния кортекс на главния мозък. Оказало се, че понякога решетките са изкривени с 8,8° и в този случай за никаква хексагоналност не може да става дума.

„Това откритие показва, че нашият мозък различно възприема разстоянието в зависимост от геометрията на околното пространство“, уточнява Нобеловият лауреат Джон О’Кийфи.

По думите му в бъдеще учените ще се опитат да изяснят как подобни изменения на формата влияят върху способността за ориентация в пространството и запомнянето на маршрутите. По такъв начин привидно съвсем прост механизъм надминал първоначалните очаквания на учените и открил простор за нови изследвания.

Освен това именно grid-невроните се поразяват при болест на Алцхаймер и други невродегенеративни заболявания. По-нататъшното изучаване на „решетъчните неврони“ може да помогне за откриването на ефективни начини за борба с тези все още нелечими заболявания или поне с един от основните симптоми – загубата на ориентация в пространството.