Neural representations of Euclidean space
Year: 2009
Type: dissertation
Abstract: Moderne nevrovitenskap bygger på antagelsen om at kognitive fenomener som bevissthet, hukommelse, og stedsans oppstår fra den samlede aktiviteten av individuelle nerveceller. Hjerneområdene hippocampus og entorhinal cortex (EC) er kritiske for hukommelse og stedsans hos både mennesker og dyr. Hos rotter utgjør ’stedceller’ i hippocampus egne kart for hvert miljø rotta utforsker mens ’gitterceller’ i EC utgjør et koordinatsystem som passer til alle miljøer.\n\nBåde kart og koordinatsystem finnes i ulike skalaer i den øverste (dorsale) delen av hjerneområdene mens det hittil har vært uklart om dypere (ventrale) deler er involvert i stedsansen. Vi angrep spørsmålet ved å måle aktiviteten i enkeltceller langs hele lengden av begge hjerneområder hos rotter som løp frem og tilbake på en 18m spesialkonstruert løpebane, og fant stedceller og gitterceller langs hele lengden av begge hjerneområdene (Artikkel II og III). Skalaen til både stedcellene og gittercellene økte fra å representere steder på mindre enn 1m i den dorsale enden til opp mot 10 meter i den ventrale enden av hjerneområdene.\n\nVidere utviklet vi en matematisk modell for hvordan minnekart i hippocampus kan være knyttet til stedskoordinater i EC (Artikkel I), og kom fram til et koblingsskjema mellom gitterceller og stedceller som utnytter den systematiske økningen i skala fra dorsal til ventral. Modellen stemmer godt med de anatomiske koblingene mellom EC og hippocampus, og får støtte av nye eksperimentelle data.\n\nTil slutt undersøkte vi hvordan stedskartene i hippocampus er knyttet til miljøets utforming. Tidligere matematiske beregninger har vist at kartenes geometriske forankring kan forklares hvis det finnes en tredje celletype som signaliserer rottas avstand og retning til ulike grenser i miljøet. Vi målte aktivitet i enkeltceller i EC mens rotter utforsket miljøer med ulike geometriske former(Artikkel IV). Blant de andre celletypene fant vi en liten gruppe ”grenseceller” som bare er aktive når rotta løper i nærheten av en vegg eller bordkant.\n\nAvhandlingen fremlegger ny evidens for at beregning av hierarkisk organisert stedsinformasjon er et grunnprinsipp for hvordan hippocampus og EC fungerer (f.eks. ved behandling av minner), påviser en hittil ukjent enhet for representasjon av geometri i EC, og antyder hvordan nevrale enheter kan samhandle for å støtte opp under kognitive funksjoner som stedsans og hukommelse.\n\n
Source: BIBSYS Brage (BIBSYS (Norway))
Author: Trygve Solstad
Language: Norwegian
Topic: Memory and Neural Mechanisms
Subfield: Cognitive Neuroscience
Field: Neuroscience
Domain: Life Sciences
Open Access status: green
OpenAlex ID: W22862900