Forskare har länge letat en förklaring till varför den del av hjärnan som heter hippocampus både kan hjälpa oss att navigera i vår omgivning och skapa minnen av händelser – två uppgifter som verkar helt olika. Nu finns en förklaring.
Det har länge varit känt att hippocampus är den del av hjärnan som gör det möjligt för oss att navigera i vår omgivning. Upptäckterna att det finns nervceller i hippocampus som reagerar på vissa platser och att det finns ’grid cells’ i den närliggande hjärnbarken som fungerar som ett slags koordinatsystem belönades med Nobelpriset i medicin 2014.
Samtidigt vet man också att en fungerande hippocampus är nödvändig för att vi skall kunna långtidslagra minnen av olika händelser. Men det har inte funnit någon bra förklaring till hur hippocampus kan både navigera och skapa minnen – två till synes helt olika uppgifter.
Kognitiva rum i hjärnan
I en artikel i senaste numret av Science presenterar forskare en teori som på ett enhetligt sätt beskriver hur hippocampus kan göra båda sakerna. Den centrala idén är att de minnen som hippocampus bearbetar också representeras i ett slags abstrakta rumsliga strukturer.
– Vi tror att hjärnan lagrar information om vår omgivning i så kallade kognitiva rum. Detta gäller inte bara geografisk information, men också relationer mellan olika begrepp, säger Christian Doeller som är chef för forskargruppen vid Max Planck institutet.
Olika fåglar kan exempelvis beskrivas genom hur stora de är, hur långa deras halsar är och hur långa benen är. Denna information kan sammanfattas som en uppsättning koordinater, en för varje egenskap som vi minns om fåglar. På detta sätt kan informationen om en fågel beskrivas som en punkt i en mångdimensionell rymd. Denna rymd kan representeras av platscellerna i hippocampus på samma sätt som den gör med den rumsliga miljö som vi rör oss i.
Information lagras i koordinatsystem
– Modellen visar att de två uppgifterna som man ansett att hippocampus utför i själva verket är två varianter av rumsliga representationer”, säger Peter Gärdenfors som har utvecklat teorin för kognitiva rum.
Teorin bygger på en serie experiment som visar att de plats- och gridceller som är aktiva när vi rör oss i en rumslig miljö också är inblandade är när vi lär oss nya begrepp. I en studie lärde sig exempelvis försökspersonerna att associera bilder av fåglar med olika långa halsar och olika långa ben med abstrakta symboler.
När deras minne testades medan aktiviteterna i försökspersonernas hjärnor mättes aktiverades hippocampus och närliggande delar av hjärnbarken på samma sätt som när personerna rör sig i en rumslig miljö. Detta stöder tanken om att även informationen om fåglarna lagras i ett sorts koordinatsystem.
– Genom att koppla samman de tidigare upptäckterna med de nya experimenten har vi dragit slutsatsen att hippocampus fungerar som en sorts karta oberoende av om det handlar om en rumslig omgivning eller om det är en representation av mer abstrakta strukturer, säger Jacob Bellmund.
Artikeln i Science:
Navigating cognition: Spatial codes for human thinking.Jacob Bellmund och Christian Doeller, vid Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences i Leipzig, Peter Gärdenfors, kognitionsvetare vid Lunds Universitet. Edvard Moser, en av 2014 års Nobelpristagare, vid Kavli Institute for Systems Neuroscience i Trondheim.
