مطالعه جدیدی توسط محققان آمریکایی، که روی موش ها انجام شد، مکانیسم های مولکولی را نشان می دهد که زیربنای نقشه برداری فضایی در مغز است.
هر زمان که ما وارد یک مکان جدید می شویم، جی پی اس داخلی مغز ما، بلافاصله شروع به تشکیل یک نقشه فضایی از محیط اطراف می کند. چگونگی شکل گیری این نقشه های فضایی توسط مغز به طرز شگفت آوری پیچیده است. این فرایند شامل یک تعامل مولکولی پیچیده بین ژن ها، پروتئین ها و مدارهای عصبی است.
اکنون، دانشمندان موسسه بلاواتنیک در دانشکده پزشکی هاروارد، به پیشرفت بزرگی در جهت درک مکانیسم های مولکولی که در ایجاد نقشه های فضایی در مغز نقش دارند، رسیده اند.
مطالعه جدیدی که روی موش ها انجام شد، نشان می دهد که ژنی به نام Fos نقش کلیدی در نقشه برداری فضایی دارد و به مغز کمک می کند تا از سلول های ناوبری خاصی برای ایجاد و حفظ بازنمایی های پایدار از محیط استفاده کند. در نهایت، این یافته ها می توانند به دانشمندان کمک کنند تا متوجه شوند که به دنبال از بین رفتن این فرآیند، که اغلب در نتیجه آسیب مغزی یا تخریب عصبی رخ می دهد، چه اتفاقی می افتد.
هیپوکامپ در اعماق لوب گیجگاهی مغز قرار دارد و در بسیاری از گونه ها از جمله موش ها و انسان ها نقش اساسی در یادگیری، حافظه و جهت یابی ایفا می کند.به گزارش سیناپرس، دانشمندان می دانستند که هیپوکامپ حاوی نورون های تخصصی به نام سلول های مکان است که وقتی حیوان در مکان های مختلف فضا قرار می گیرد، به طور انتخابی فعال می شوند.
با روشن و خاموش شدن این سلول ها حین حرکت حیوان در محیط خود، سلول های مکان اساساً نقشه ای از منطقه اطراف می سازند که می تواند در حافظه گنجانده شود. با این حال، کشف مکانیسم های مولکولی که زیربنای این فرآیند هستند، برای محققان دشوار بوده است.
در تحقیقات قبلی، محققان نشان داده بودند که Fos دقایقی پس از فعال شدن یک نورون بیان می شود و آن را به یک نشانگر مفید برای فعالیت عصبی در مغز تبدیل می کند. آن ها همچنین نشان دادند که Fos به عنوان یک واسطه برای انواع مختلف انعطاف پذیری عصبی، از جمله ناوبری مغزی و شکل گیری حافظه عمل می کند. با این حال، رابطه بین Fos و سلول های مکان در هیپوکامپ شناخته شده نبود.
پژوهشگران، مجموعه ای از آزمایشات پیچیده را برای کشف ارتباط بین Fos و سلول های مکان انجام دادند. این تیم متوجه شد که در ساعاتی پس از انجام یک کار ناوبری توسط موش، نورون هایی با بیان Fos بالا در مقایسه با نورون هایی که بیان Fos پایین دارند، بیشتر احتمال دارد که میدان های مکانی دقیق – خوشه هایی از سلول های مکان که موقعیت مکانی را نشان می دهند – را تشکیل دهند.
علاوه بر این، نورون هایی که بیان Fos بالایی داشتند، دارای میدان های مکانی بودند که در طول زمان برای نشان دادن موقعیت مکانی قابل اعتمادتر بودند. در حالی که، نقشه های سلول های فاقد Fos در طول روز پایداری کمتری داشتند، و بنابراین، کمتر قابل اعتماد بودند.
محققان اظهار داشته اند: به نظر می رسد Fos برای حفظ ثبات و دقت سلول های مکان و ارائه نقشه فضایی در مغز در طول زمان مهم است. تا به حال مطالعات زیادی در مورد Fos و سلول های مکان صورت گرفته است، اما این یکی از اولین مقالاتی است که این دو را مستقیما به هم مرتبط می کند.
نتایج تحقیقاتی در مجله Nature منتشر شده اند.
