Odkritja letošnjih prejemnikov Nobelove nagrade za medicino Johna O'Keefa ter May-Britt in Edvarda Moserja so pomagala pojasniti, zakaj večina ljudi brez težav poišče bližnjico do trgovine. Prav tako, kaj se med takšno navigacijo dogaja v naših možganih. Poznavanje možganskega »navigacijskega sistema GPS« bi lahko nekoč pomagalo tudi pri razumevanju in zdravljenju bolezni, pri katerih se bolniki, na primer tisti z alzheimerjevo boleznijo, pogosto izgubljajo.
Celice, ki omogočajo natančno izbiro prave poti
Ameriško-britanski nevroznanstvenik O'Keefe je eno od komponent prostorskih predstav odkril že leta 1971. Že pred tem so strokovnjaki opazovali, kako dobro se podgane znajdejo v labirintih, in ugibali o nekakšnem možganskem navigacijskem sistemu. O'Keefe je z elektrodami opremljenim podganam pustil, da tekajo po sobi. Glede na del sobe, v katerem so bile, so se aktivirale različne celice v delu možganov, ki ga imenujejo hipokampus. Te prostorske celice niso zgolj ugotavljale trenutnega položaja podgane, ampak so ji pomagale sestavljati nekakšen miselni zemljevid.
Dobra tri desetletja pozneje sta norveška znanstvenika May-Britt in Edvard Moser, prav tako pri podganah, našla še en ključ do razumevanja notranje navigacije – celice, ki ustvarjajo koordinatni sistem in omogočajo natančno izbiro prave poti. Kasnejše raziskave pri pacientih, ki so potrebovali operacijo možganov, so pokazale, da imamo podobne celice, kakršne so odkrili O'Keefe ter zakonca Moser, tudi ljudje. Tokratna Nobelova nagrada je tako tudi priznanje pomena nevroznanosti, ki v zadnjih letih doživlja pravi razcvet in združuje znanja s številnih področij, med drugimi biologije, kemije, fizike, medicine, psihologije, informatike...
»Hipokampus se z drugimi deli povezuje in pri tem ustvarja različne zemljevide. Pri tem lahko, ko hodimo po cesti, celica predstavlja vogal bližnje hiše, ko bomo doma, pa bo lahko ista celica ponazarjala vrata v kuhinjo,« je pojasnil doc. dr. Blaž Koritnik z inštituta za klinično nevrofiziologijo Nevrološke klinike UKC Ljubljana. Izsledki Nobelovih nagrajencev o teh celicah so se kot zelo pomembni izkazali z leti, v luči novega znanja o delovanju možganov.
Motnje orientacije v prostoru spremljajo mnoge bolezni. To je na primer eden od zgodnjih znakov alzheimerjeve bolezni. »Tako kot s starostjo postajajo pogostejše težave s spominom, so lahko tudi težave v prostoru znak, da gre v možganih nekaj narobe. Pri demenci so težave že tako izražene, da onemogočajo normalno delovanje v vsakdanjem življenju in se človek vseskozi izgublja, lahko pa gre tudi za blago kognitivno motnjo, ki pa še ni demenca.« Težave nekaterih starostnikov pri orientaciji med vožnjo avtomobila, na primer pri vključevanju na avtocesto, so lahko povezane ravno s takšnimi spremembami v možganih.
Je prihodnost v umetnih vezjih?
Znanja o procesih, ki pripeljejo do demence, je danes po Koritnikovih besedah še premalo, da bi lahko ugotovitve o prostorski orientaciji neposredno vplivale na zdravljenje. Prav tako za zdaj ne bodo vplivale na zdravljenje bolnikov po kapi ali z epilepsijo, ki jim lahko orientacija prav tako dela preglavice. Bo pa nalaganje znanja, kaj vse gre pri tem »narobe«, koristilo dolgoročno. »Kar nekaj let že tečejo raziskave na celičnih kulturah v laboratorijih, kjer skušajo vezja nadomestiti z umetnimi in s tem simulirati delovanje hipokampusa. Naloga je zelo težka, saj gre za kompleksno strukturo z milijardami povezav.«
Odbor za Nobelovo nagrado poudarja, da odkritje sistema za pozicioniranje v možganih pomeni tudi premik v znanju o sodelovanju specializiranih celic pri tako imenovanih višjih kognitivnih funkcijah. Ozadje prostorskih predstav, ki so ga preučevali nagrajenci, lahko na primer prinese boljše razumevanje delovanja spomina, načrtovanja in mišljenja. Sodobna nevroznanost po Koritnikovih besedah delovanje možganov razume kot povezovanje različnih njihovih delov v omrežja, kar omogoča različne funkcije. »Tudi organizacija miselne funkcije je očitno zgrajena na podoben način, torej prek nekakšnih zemljevidov, ki se spreminjajo in prilagajajo.«
