Мозъкът е като GPS, но с функция за прогнозиране на пътя

Решетъчните клетки сканират пространството по същия начин, както ехолокаторите на прилепите.

Изследователи от Института „Кавли“ към Норвежкия университет за наука и технологии (NTNU) направиха неочаквано откритие за работата на така наречените „мрежови клетки“ – неврони, които помагат на мозъка да формира картата на околното пространство. Оказва се, че тези клетки не само проследяват местоположението, но и сканират пространството пред себе си, като прогнозират възможните маршрути.

Решетъчните клетки, открити за първи път през 2005 г. от Мей-Брит и Едуард Мозер, се смятат за основа на навигационната система в мозъка. Те регистрират движенията на тялото в околното пространство, като помагат за навигацията. Ново изследване обаче показа, че тези неврони не работят статично, както се смяташе досега.

Учените откриха, че решетъчните клетки извършват ритмични „движения“ – бързи сканиращи движения от 30 градуса надясно, след това 30 градуса наляво, с честота десет пъти в секунда. Тези сигнали напомнят на сигналите от антени, които изследват пространството пред нас, създавайки по-подробна и гъвкава карта на заобикалящия ни свят.

Пробивът стана възможен благодарение на използването на нова технология – невропикселните сензори Neuropixels 2.0, които могат да записват хиляди невронни взаимодействия с точност до милисекунда. Тези сензори дадоха възможност на учените да регистрират и най-малките промени в активността на решетъчните клетки, които досега оставаха незабележими.

Изследователският екип, който включва Абрахам Зелалем Волан, Рич Гарднър, Мей-Брит Мозер и Едуард Мозер, е използвал метод за декодиране на мозъчните данни, докато лабораторните гризачи са се ориентирали в пространството. Те откриват, че картата, създадена в мозъка, не съвпада напълно с действителното местоположение на животното. Вместо това решетъчните клетки постоянно излъчват вълни на активност към съседните области на картата, прогнозирайки възможните маршрути.

Този механизъм наподобява принципа на ехолокацията при прилепите, както и работата на антените при насекомите. Той дава възможност на мозъка предварително да оценява пространството, което може да е от решаващо значение за бързата и ефективна навигация.

Проучването показа също, че тези сканиращи движения се извършват дори по време на сън – особено през REM фазата, когато мозъкът обработва информацията. Това накара учените да предположат, че решетъчните клетки не само навигират в реално време, но и играят роля в запомнянето на маршрутите и създаването на нови мисловни карти.

Откритието, публикувано в списание Nature на 3-ти февруари 2025 г., може да преобърне представите за това как мозъкът се справя с навигацията. Учените предполагат, че аналогичен механизъм може да съществува и при хората. Може би тези „движения“ са свързани с движението на очите и концентрацията.

Изследователите от Института „Кавли“ планират да продължат да проучват тази тема, за да разберат още по-добре как работи навигационната система на мозъка и какви други скрити механизми може да са включени.