Jenis sel otak manusia yang baru ditemukan membantu memusatkan orang dalam peta mental

sel otak

Sejenis sel otak manusia yang sebelumnya tidak dikenal muncul untuk membantu orang memusatkan diri pada peta dunia mereka masing-masing, menurut penelitian baru dari ahli saraf di Columbia Engineering Eksplorasi ini menjelaskan sistem seluler yang mendasari navigasi dan memori pada manusia, Selain bagian otak apa yang bisa terganggu selama jenis cacat memori yang khas dalam kondisi neurodegeneratif seperti Alzheimer

Ada 2 pendekatan yang digunakan manusia dan hewan peliharaan untuk menelusuri dan mengarahkan diri mereka sendiri. Salah satunya mencakup penempatan area, rentang dan instruksi dalam konteks "allosentris" atau berpusat lainnya yang berakar pada dunia luar. Berbagai pendekatan lain memerlukan konteks “egosentris” yang terpaku pada diri sendiri.

Setiap kali Anda menggunakan aplikasi ponsel untuk menemukan petunjuk mengemudi, kemungkinan besar akan menggunakan kedua pengaturan navigasi ini. Saat Anda pertama kali mengetikkan alamat, biasanya alamat tersebut akan ditampilkan pada peta dari sudut pandang alosentris, dengan 'utara' di atas serta 'selatan' di dekat bagian bawah. Ketika Anda kemudian cenderung melihat jalan, itu akan berubah menjadi sudut pandang yang mementingkan diri sendiri di mana 'di muka' menjadi yang terdepan dan 'di belakang' menjadi yang terendah sepanjang masa.

Para ilmuwan pertama kali menemukan sel-sel otak yang terkait dengan konteks alosentrik pada tikus pada tahun 1971–“sel tempat” yang mungkin, misalnya, menunjukkan bahwa terletak di tepi timur laut suatu lokasi. Jenis sel spasial alosentris lainnya terdiri dari sel arah kepala yang mungkin menyala setiap kali seseorang menjelajahi selatan, atau sel batas yang mungkin bereaksi ketika batas terletak di barat.

Pada tahun-tahun sebelumnya, para ilmuwan mulai memeriksa bagaimana pikiran tikus memetakan konteks yang mementingkan diri sendiri. Dua tahun yang lalu, para peneliti di Dartmouth College di Hanover, New Hampshire, menentukan area otak pada tikus yang disebut korteks postrhinal di mana sel-sel yang disetel secara egosentris berlimpah. Namun, itu tetap tidak dipahami dengan baik apa yang dikembangkan sel-sel otak sebagai dasar peta spasial yang mementingkan diri sendiri pada manusia.

“Pada manusia, jarang sekali mungkin merekam secara langsung aktivitas neuron tunggal dari otak, karena alasan etis,” kata Lukas Kunz, seorang peneliti studi penelitian pascadoktoral di Departemen Teknik Biomedis Universitas Columbia sekaligus penulis pertama buku tersebut. penelitian baru. “Ada teknik seperti fMRI atau EEG, yang memungkinkan kita untuk secara tidak langsung mengukur aktivitas saraf dari otak manusia yang sehat, tetapi aktivitas saraf ini mencerminkan jumlah aktivitas jutaan neuron, yang tidak memungkinkan kesimpulan langsung tentang prinsip kerja neuron tunggal. ”

Dalam penelitian terbaru, ahli saraf dari Amerika Serikat dan Jerman memeriksa 15 orang epilepsi di Pusat Medis Universitas Freiburg di Jerman Para sukarelawan ini dipasangkan gigi dengan elektroda untuk membantu dokter memeriksa kondisi mereka.

Para ilmuwan meminta para sukarelawan untuk melakukan pekerjaan sistem komputer yang menemukan kemampuan mereka untuk menjelajah dengan atmosfer online serta mengingat di mana berbagai hal berada di sana. Pada saat yang sama, para peneliti merekam tugas lebih dari 1,400 sel saraf soliter di berbagai area otak di semua individu.

Para peneliti menentukan lebih dari 160 sel saraf yang bertindak seperti jenis sel spasial yang mementingkan diri sendiri, memicu ketika komponen tertentu dari atmosfer online berada di depan, di belakang, ke kiri, atau ke kanan orang, atau ketika faktor-faktor di area tersebut berada. dekat atau jauh dari orang-orang.

“Kami sekarang yang pertama melaporkan tipe sel spasial egosentris pada manusia,” kata Kunz. Para peneliti merilis penelitian mereka, “Sebuah kode saraf untuk peta spasial egosentris di lobus temporal medial manusia,” dalam jurnal Neuron Juli 14, 2021.

"Sel bantalan egosentris" ini kemungkinan besar menuliskan detail spasial pada peta mental yang membuat semua orang terpaku. "Ini mungkin penting untuk kehidupan sehari-hari, ketika manusia mencoba untuk menyesuaikan diri dalam lingkungan mereka dan ketika mereka menavigasi sepanjang rute," kata Joshua Jacobs, guru asosiasi desain biomedis di Columbia Engineering serta penulis tua penelitian.

Sel-sel bantalan yang mementingkan diri sendiri ini terutama cukup di korteks parahippocampal, area yang terletak jauh di dalam otak yang fungsi sebelumnya direkomendasikan adalah pencocokan manusia dengan korteks postrhinal hewan pengerat. Sel bantalan egosentris terdiri dari sekitar 25% dari semua sel saraf di korteks parahippocampal. “Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa pasien dengan kerusakan pada wilayah otak ini mengalami disorientasi, mungkin karena sel bantalan egosentris mereka terpengaruh,” kata Kunz.

Para ilmuwan juga menemukan sel-sel bantalan yang peduli diri ini mengungkapkan peningkatan tugas ketika orang-orang menggunakan ingatan mereka untuk secara efektif mengingat area hal-hal yang sebenarnya mereka temukan di atmosfer online. “Ini menunjukkan bahwa sel-sel ini tidak hanya relevan untuk navigasi, tetapi juga berperan dalam mengingat pengalaman masa lalu dengan benar,” kata Kunz.

“Kenangan terdiri dari beberapa elemen yang berbeda, seperti peristiwa tertentu, tempat peristiwa itu terjadi, dan waktu peristiwa itu terjadi,” kata Kunz. “Kami percaya bahwa ada sistem saraf yang berbeda untuk komponen yang berbeda dari ingatan ini. Sel bantalan egosentris mungkin secara khusus terlibat dalam pemrosesan informasi spasial dari ingatan.”

Pencarian ini mungkin mencerahkan apa yang bisa gagal pada orang dengan kekurangan memori, yang terdiri dari orang-orang dengan kondisi neurodegeneratif seperti "Sel bantalan egosentris mereka mungkin tidak berfungsi dengan benar, atau mungkin telah dihancurkan karena alasan tertentu, seperti stroke, tumor otak, atau demensia,” kata Jacobs.

Pencarian baru untuk ini tidak menanggapi bagaimana seseorang dapat mengelola cacat memori seperti itu. “Masih banyak penelitian yang harus dilakukan sebelum gangguan memori berhasil diobati,” Kunz memperingatkan.

Di masa depan, para ilmuwan ingin melihat mengapa tepatnya setiap jenis sel bantalan peduli diri yang ditawarkan disesuaikan dengan faktor apa pun di area yang menjadi fokusnya. Saat ini, Kunz dan rekan-rekannya menganggap bahwa berbagai tanda spasial, seperti benda, batas spasial, serta situs, ikut mempengaruhi penempatan faktor-faktor rujukan tersebut. Para peneliti dapat memeriksa dampak tanda-tanda ini membawa area faktor rujukan ini dengan menghilangkan tanda-tanda ini dari atmosfer selama percobaan.

“Pertanyaan penting lainnya adalah bagaimana sel bantalan egosentris berinteraksi dengan tipe sel spasial alosentris, kata Kunz. “Kami saat ini berasumsi bahwa sel bantalan yang mementingkan diri sendiri memberikan masukan yang diperlukan untuk jenis sel spasial alosentris. Dengan mengenali ini, studi penelitian di masa depan mungkin menggambarkan bagaimana penyesuaian jenis sel spasial alosentris dipengaruhi oleh kinerja sel bantalan yang mementingkan diri sendiri.

Penelitian ini berjudul "A neural code for self-concerned spatial maps in the human median temporal wattle."