Descoperire în neuroștiință: un cercetător german explică modul în care funcționează sistemul de navigație al creierului uman

Potrivit profesorului Christian Doeller, cercetător la Institutul Max Planck pentru Științe Cognitive și ale Creierului din Leipzig, creierul nu doar ne ajută să ne orientăm în spațiu, ci funcționează el însuși ca un sistem de navigație pentru organizarea gândurilor și a cunoștințelor. În cadrul experimentelor, participanții sunt plasați într-un scanner cerebral și trebuie să rezolve sarcini într-un mediu virtual, asemănător unui joc pe calculator. De exemplu, aceștia trebuie să conducă un taxi într-un oraș virtual și să transporte pasageri dintr-un punct în altul, scrie Euronews.

În timp ce subiecții navighează prin orașul virtual, cercetătorii monitorizează activitatea creierului pentru a înțelege modul în care sunt codificate informațiile și luate deciziile.

Legătura dintre orientare, memorie și învățare

Cercetările sugerează că aceleași mecanisme cerebrale folosite pentru orientarea în spațiu sunt implicate și în organizarea memoriei și a cunoștințelor. Doeller explică faptul că oamenii folosesc adesea strategii spațiale pentru a organiza informațiile, chiar și în viața de zi cu zi. De exemplu, documentele sau notițele sunt aranjate în spațiu pentru a reflecta relațiile dintre idei sau concepte.

Această idee amintește de sistemul sociologului Niklas Luhmann, care își organiza cele aproximativ 90.000 de notițe într-o „cutie de fișe” structurată, considerată de unii cercetători o reflecție a modului în care funcționează creierul uman. Potrivit lui Doeller, sistemul cerebral responsabil de navigație este activ ori de câte ori oamenii folosesc spațiul pentru a organiza informații sau pentru a memora date.

Descoperirea celulelor „grid” la oameni

Unul dintre cele mai importante rezultate ale cercetării lui Doeller a fost demonstrat în 2010, când el și colegii săi au identificat semnale cerebrale asociate așa-numitelor „grid cells” – celule neuronale implicate în orientarea spațială. Aceste celule fuseseră observate anterior la rozătoare, însă studiul publicat în revista Nature a arătat că oamenii folosesc un mecanism similar pentru a reprezenta poziția și orientarea într-un mediu.

Experimentele au demonstrat că activitatea acestor celule poate fi detectată prin imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) în timp ce participanții navighează în medii virtuale.

Noi direcții de cercetare

Profesorul Doeller și echipa sa investighează în prezent dacă sistemul cerebral de navigație joacă un rol mai larg în procese cognitive. Sunt analizați factori precum luarea deciziilor, controlul acțiunilor sau acumularea de cunoștințe noi. O direcție importantă de cercetare este analiza modului în care creierul procesează interacțiunile sociale. În aceste experimente, doi participanți rezolvă simultan o sarcină cognitivă, fiecare fiind monitorizat într-un scanner cerebral separat. Sincronizarea acestor sisteme de scanare și analiza activității cerebrale simultane reprezintă o provocare tehnică majoră. Ele ar putea oferi informații noi despre modul în care oamenii învață și colaborează.

Premiul Leibniz pentru cercetările asupra creierului

Pentru contribuțiile sale la înțelegerea mecanismelor cerebrale, Christian Doeller a fost distins cu Premiul Gottfried Wilhelm Leibniz. Aceasta este una dintre cele mai importante distincții științifice din Germania. Premiul, în valoare de 2,5 milioane de euro, îi va permite cercetătorului să extindă proiectele existente și să dezvolte studii mai complexe. Institutul Max Planck desfășoară în paralel și cercetări clinice, inclusiv studii privind stadiile incipiente ale bolii Alzheimer și efectele neurologice ale Long Covid. Deocamdată rezultatele acestor proiecte nu au fost încă publicate.