Az agyban jóval a modern futóalkalmazások és az autós GPS-ek előtt kifejlődöttannak rendszere, hogy hogyan követhető nyomon helyváltoztatásunk. A szakértők nemrégiben ezen belső helymeghatározó rendszer újabb nagyon fontos elemét azonosították: patkányokban megtalálták azokat az idegsejteket, amelyek az állatok aktuális futási sebességéhez igazodó ütemben tüzelnek.
A belső GPS első elemét, a helysejteket az 1970-es években találta meg John O'Keefe, a University College London kutatója. Ezek akkor lépnek működésbe, ha a rágcsálók egy specifikus helyre lépnek be. 35 évvel később May-Britt és Edvard Moser, jelenleg a Norvégiai Műszaki Egyetem kutatói felfedeztek egy másik fontos idegsejttípust, az úgynevezett gridsejteket, amelyek rendszeres időközönként tüzelnek, amikor a patkány egy nyílt téren halad át, a GPS koordinátarendszeréhez nagyon hasonló, hexagonális rácsot „terítve” a területre. Felfedezésükért, vagyis a mentális térképek létrejöttének kulcsfontosságú lépéseinek felgöngyölítéséért Moserék és O’Keefe tavaly orvosi Nobel-díjat kaptak.
Az azonban továbbra is rejtélyt jelentett, hogy a grid- és a helysejtek honnan szerzik be azon információkat, amelyek minden helymeghatározó rendszer megfelelő működéséhez szükségesek, azaz honnan tudják, hogy az adott mentális térképen a patkány milyen irányba és milyen sebességgel halad. A Moser-házaspár legújabb kutatása során pontosan ezt kezdte vizsgálni. Ha az agyba valóban megtalálható környezetünk dinamikusan változó térképe, akkor egy sebességjelnek is léteznie kell, amely elárulja, hogy egységnyi idő mennyit haladt a térképen az egyed, mondja Edvard Moser.
Korábbi vizsgálatok során olyan neuronokat már sikerült azonosítani, amelyek akkor lépnek működésbe, ha az állat egy adott irányba fordítja a fejét, vagyis vélhetően ezekben tárolódhat a mozgás irányjele, olyan idegsejteket azonban egészen mostanáig senki sem talált, amelyek viselkedése a rágcsálók sebességével együtt változik. Moserék és kollégáik a gridsejtek fellelési helyén, a hippokampusz mögött található középső entorinális kéregben (MEC) kezdtek vizsgálódni. Elektródákat ültettek a rágcsálók agyának ezen részébe, majd egy mozgó futópadra helyezték a patkányokat, miközben egyszerre több ezer neuron működését monitorozták.
Ahogy az Edvard Moser elmondása szerint leginkább Flinstonék lábbal hajtott kocsijára emlékeztető jármű előrefelé haladt a kijelölt pályán, a patkányoknak különböző sebességekkel kellett futniuk, amelyek aktuális értékét a számítógép határozta meg. Az egyik kísérletben például fokozatosan gyorsultak, míg máskor rövid sprinteket iktattak be, és egyébként lassan kocogtak. Az utolsó kísérletben a patkányok szabadon mozoghattak a pályán a saját maguk által meghatározott sebességgel haladva. Mindhárom teszt során azt figyelték meg a szakértők, hogy a monitorozott sejtek 13−15 százaléka az állat aktuális sebességéhez igazodó ütemben tüzel.
Néhány ilyen sejt idegi aktivitásából a szakértők egyes esetekben még meg is tudták jósolni, hogy a következő pillanatokban a patkány lassítani vagy gyorsítani fog. A vizsgálatok alapján a speedsejteknekelnevezett neuronok működése nem függ az aktuális környezettől, csak az állatok sebességétől. Ez pedig egy olyan tulajdonság, amellyel osztoznak a gridsejtekkel, jegyzi meg Edvard Moser, amelyek szintén nem igazán törődnek az aktuális helyszínnel, hiszen ez a helysejtek feladata, csak az ezen belüli tájékozódás érdekli őket.
