هنگامی که شکل اتاق را تغییر می دهیم چگونه نقشه مکانی مغزی تغییر می کند؟

توانایی ما برای حرکت به جهان و ایجاد خاطرات اپیزودیک، به نمایش دقیق محیط اطراف ما متکی است. این نقشه شناختی که به نظر می رسد در هیپوکامپ مغز قرار دارد، به انعطاف پذیری نیاز دارد تا راه خود را در مکان های آشنا پیدا کنیم و رویدادهایی را که در زندگی روزمره ما تجربه می کنیم، ذخیره کنیم.

به نظر می رسد مکان، سر، مرز، و شبکه ها، واحد های اصلی این سیستم موقعیت یابی عصبی، GPS را در مغز تشکیل می دهند. سلولهای موضعی مکان فعلی را شناسایی می کنند، سلول ها اطلاعات را در مورد مسیرهای قطب نما ارائه می دهند و سلول های مرزی اندازه گیری فاصله از نشانه هایی مانند دیواره های محوطه که حیوانات خود را پیدا می کنند، ارائه می دهد. با توجه به الگوی شلیک دوره ای در محیط های متقارن استاندارد مانند مربع ها و محافل، سلول های شبکه به طور سنتی سیستم متریک مکانی مغز، یا مختصات سیستم GPS، با محل و سلول های مرزی که برای ایجاد تثبیت شبکه می باشد، تصور می شوند.

مطالعه جدیدی که امروز در علوم منتشر شده است ، به بررسی عواقب ناشی از شکل جعبه محصور در این نقشه شناختی فضا می پردازد. نتایج به دست آمده نشان می دهد که چگونه نقشه های شناختی ما با محیط های تغییر یافته سازگار می شوند و درک می کنند که چگونه انواع مختلف نورون ها ممکن است به این نقشه ها متصل شوند.

پیش از این، جولی کراوپیچ و همکارانش، نویسنده اصلی، نشان دادند که مرزها می توانند تقارن شبکه سلولی را تحت تاثیر قرار دهند، اما چگونگی انجام این کار روشن نیست. در مطالعه حاضر، آنها از یک ناحیه تشکیل هیپوکامپ ناشی از قشر انتورینال مدیال به عنوان موشهای خوراکی در محیط با اشکال و مرزهای مختلف ثبت شده است. آنها متوجه شدند که سلولهای شبکه نزدیک به دیوارها در حال تغییر بیشتر از آنهایی که دورتر حرکت می کنند ، می باشد و مقیاس شبکه یکسان نبود.

جولیا کروپیک، سخنگوی دانشگاه کمبریج، گفت: “این یک یافته هیجان انگیز بود، زیرا احتمال این دارد که از دست دادن الگوی متقارن در محیط های پلاریزه ممکن است به این معنی باشد که سلول های شبکه نمی توانند متریک مکانی برای نقشه را فراهم کنند. ما متوجه شدیم که آنها هنوز هم می توانند این کار را انجام دهند، اما تنها در صورتی که همه آنها به طرز مشابهی به دیوارهای در حال تغییر واکنش نشان دهند. ما این امکان را مورد بررسی قرار دادیم و معلوم شد. یکی از نویسندگان دیگر، ماریوس باوازا از SWC، از یک مجموعه داده بزرگ از سلول های شبکه ای که به طور همزمان ثبت شده است، جمع آوری شده و با استفاده از پروب نوریپیکسل های پیشرفته ای که استفاده کرده ، محاسبات رمزگشایی را انجام داده است تا ببیند آیا یک برنامه کامپیوتری می تواند با دقت شناسایی کند. مکان حیوانات بر اساس الگوهای شبکه تخریب شده است . “جولیا کروپیک ادامه داد: ما می خواستیم ببینیم که آیا بقیه مغز ها هنوز هم می توانند از این الگوهای تحریف شده استفاده کنند یا خیر. ما نمی دانیم که در واقع این کار را می کند، اما مطمئنا امکان پذیر است. ”

محققان همچنین از سلولهای موضعی در ناحیه هیپوکامپ مغز به نام CA1، در برخی موارد در همان زمان به عنوان شبکه ها، توضیح دادند. یکی از ایده های محبوب این است که زمینه های شلیک این سلول های مکان از تعامل چندین سلول شبکه تشکیل شده است. با این حال، در مطالعه حاضر، آنها دریافتند که در حالی که سلول های محل نیز تحت الگوی مشابه تغییرات در رابطه با دیوار متحرک، اندازه تغییر به طور قابل توجهی با سلول های شبکه مرتبط نیست، نشان می دهد که در حالی که برخی از سلول های محل می تواند تعامل با سلول های شبکه را برقرار کنند، به نظر می رسد یک رابطه پیچیده تر نیز وجود دارد که شامل سلول های مرزی نیز می شود.

جان اوکیف، نویسنده ارشد، اظهار داشت که “ما هنوز در مورد اینکه چگونه سلول های فضایی شکل هیپوکمپ محیط زیست را نشان می دهند و به شکل نقشه های شناختی ما شکل می دهند، یاد می گیریم”.

منبع:

موارد ارائه شده توسط مرکز Sainsbury Wellcome