Kada je u pitanju način na koji doživljavamo, komuniciramo sa našim svetom i kako se njime krećemo, tajming je sve. A nova istraživanja na miševima sugerišu da je specifičan skup ćelija fundamentalan za način na koji učimo složena ponašanja koja se oslanjaju na tajming.
Otkriće tima sa Univerziteta Juta u SAD moglo bi na kraju pomoći u otkrivanju pojave neurodegenerativnih bolesti koje utiču na percepciju vremena, poput Alchajmerove bolesti.
Da biste stvorili memoriju za svoje lične arhive, vaš mozak mora da kodira vreme i redosled događaja dok ih doživljavate. On kreira ovu vremensku liniju koristeći kola u medijalnom temporalnom režnju (MTL), od kojih je jedan medijalni entorhinalni korteks (MEC).
Ovo MEC kolo ima ‘vremenske ćelije’ koje se aktiviraju u određenim trenucima tokom zadataka, na skali od sekundi i minuta, neku vrstu organskog unutrašnjeg metronoma koji nam pomaže da pratimo vreme u trenutku.
Naučnici sumnjaju da bi ovaj ‘tajmer’ mogao ostaviti traga na epizodnim uspomenama, pa se ‘okviri’ našeg iskustva reproduciraju u nizu, sa ugrađenim ritmom. Ali da bi to uradili, ovim vremenskim ćelijama bi bila potrebna dinamika učenja koja im omogućava da kodiraju različite vremenske kontekste.
Znamo da ‘prostorne ćelije’ unutar MTL-a mogu reorganizovati svoja ‘polja pucanja’ u skladu sa prostornim kontekstom, dok se životinja kreće kroz različita i promenljiva okruženja.
Istraživači su želeli da istraže da li vremenske ćelije imaju sličnu sposobnost da se „premapiraju“ u različite vremenske kontekste. Kombinovali su složen zadatak učenja zasnovanog na vremenu sa snimanjem mozga kako bi posmatrali obrasce aktivnosti vremenskih ćelija.
Ako su vremenske ćelije fleksibilne kao i njihovi prostorni rođaci, pretpostavio je tim, tada će „(1) različite sekvence vremenskih ćelija postati aktivne dok životinje nauče da identifikuju novi vremenski kontekst, formirajući jedinstvenu mapu ili ‘vremensku liniju’ svakog temporalnog kontekst, i (2) takva dinamika podržava učenje vremenskog ponašanja.“
Prvo ispitivanje uključivalo je miševe koji su završili zadatak u kojem je vreme događaja bilo ključno, praveći razliku između stimulusa mirisa sa promenljivim vremenom, kako bi dobili nagradu.
Obrasci u vremenskoj aktivnosti ćelija bili su konzistentni bez obzira na obrazac mirisnog stimulusa, ali su postali složeniji kako su miševi učili, razvijajući jedinstvene „vremenske skale“ koje odgovaraju svakom stimulusu.
A kada su miševi pogrešili u suđenju, primetili su istraživači, njihove vremenske ćelije su takođe pucale pogrešnim redosledom.
„Vremenske ćelije bi trebalo da budu aktivne u određenim trenucima tokom suđenja“, kaže neurobiolog Hjunvu Li. „Ali kada su miševi napravili greške, ta selektivna aktivnost je postala neuredna.“
Kada su istraživači hemijski blokirali MEC, onemogućavajući vremenske ćelije miševa, životinje su i dalje bile u stanju da percipiraju i predvide tajming događaja, ali im je postalo nemoguće da nauče zadatak zasnovan na vremenu od nule.
„Iznenađujuće, vremenske ćelije igraju komplikovaniju ulogu od pukog praćenja vremena“, kaže prvi autor studije, neurobiolog Erin Bigus.
„MEC se ne ponaša kao zaista jednostavna štoperica koja je neophodna za praćenje vremena u bilo kojoj jednostavnoj situaciji. Čini se da je njegova uloga u tome da zapravo nauči ove složenije vremenske odnose.“
Ovo istraživanje bi moglo dovesti do boljeg razumevanja psiholoških stanja u kojima ljudi doživljavaju vreme veoma različito, kao što je Alchajmerova bolest, za koju već znamo da utiče na MEC rano u svom napredovanju.
„Zainteresovani smo da istražimo da li bi složeni zadaci vremenskog ponašanja mogli biti koristan način za otkrivanje ranog početka Alchajmerove bolesti“, kaže stariji autor studije, neurobiolog Džejms Hejs.
Takođe raste interesovanje za to kako nastaje „vremensko slepilo“ – simptom ADHD-a i autizma. Razumevanje kako se vreme mapira i beleži u mozgu takođe može pomoći u napredovanju istraživanja.
Istraživači primećuju da iako su otkrili da MEC ima jasnu ulogu u određivanju vremena, postoje i drugi regioni u MTL-u, poput hipokampusa i lateralnog entorhinalnog korteksa, koji takođe kodiraju vreme.
„Jasan budući pravac će uključivati testiranje neophodnosti drugih MTL regiona“, piše tim.
Ovo istraživanje je objavljeno u časopisu Nature Neuroscience.
