Το εσωτερικό «ρολόι» του ανθρώπινου εγκέφαλου

Edvard Moser, Jørgen Sugar, και May-Britt Moser

Ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει ένα εσωτερικό «ρολόι» το οποίο κρατά τον χρόνο των συμβάντων που βιώνουμε κατά τη διάρκεια της ημέρας καταγράφοντας τη χρονική σειρά που αυτά λαμβάνουν χώρα. Το εγκεφαλικό «όργανο» που μας επιτρέπει να τοποθετούμε σε χρονική αλληλουχία τις πρόσφατες αναμνήσεις των όσων κάνουμε είναι ένα δίκτυο νευρώνων που βρίσκεται στο δεξιό εγκεφαλικό ημισφαίριο, πολύ κοντά στην περιοχή που ρυθμίζει τις χωρικές μας εμπειρίες.Τη σημαντική αυτή ανακάλυψη έκανε μια ομάδα ερευνητών στο Ινστιτούτο Συστημάτων Νευροεπιστήμης της Νορβηγίας (Institute for Systems Neuroscience) το οποίο διευθύνει ο Εντβαρντ Μόζερ (Edvard Moser), διάσημος επιστήμονας του εγκεφάλου που το 2014 πήρε το βραβείο Νόμπελ Ιατρικής. Η έρευνα δημοσιεύτηκε πριν από μερικές ημέρες στο επιστημονικό περιοδικό «Nature».
«Οι έρευνές μας έδειξαν πώς ο ανθρώπινος νους καταφέρνει να αποδίδει ένα χρονικό νόημα σε κάθε γεγονός που βιώνει καθημερινά. Ωστόσο, το συγκεκριμένο νευρωνικό δίκτυο δεν μετρά κυριολεκτικά τον χρόνο: αυτό που μετρά είναι μάλλον ο υποκειμενικός χρόνος που προκύπτει από τη συνεχή ροή της εμπειρίας», όπως εξηγεί ο Albert Tsao, ένας από τους βασικούς πρωταγωνιστές αυτής της έρευνας.

Από τον εγκεφαλικό χάρτη στο εγκεφαλικό… ρολόι
Τη συγκεκριμένη έρευνα εμπνεύστηκε ο Albert Tsao από τις προηγούμενες μελέτες του ζεύγους Εντβαρντ και Μέι-Μπριτ Μόζερ, οι οποίοι πριν από μερικά χρόνια είχαν ανακαλύψει, στο ίδιο Ινστιτούτο της Νορβηγίας, το νευρωνικό δίκτυο που εμπλέκεται στη δημιουργία από τον εγκέφαλό μας του χωρικού χάρτη των αντικειμένων που μας περιβάλλουν. Και για την ανακάλυψη του εγκεφαλικού GPS κέρδισαν το 2014 το βραβείο Νόμπελ για την Ιατρική και τη Φυσιολογία.

Albert Tsao

Πράγματι, το Νόμπελ για το έτος 2014 απονεμήθηκε στην ανακάλυψη του εγκεφαλικού συστήματος που μας επιτρέπει να προσανατολιζόμαστε στον χώρο, ένα είδος συστήματος πλοήγησης που, για όσους αρέσκονται σε τεχνολογικές μεταφορές, θα μπορούσε κάλλιστα να περιγραφεί ως «εγκεφαλικό GPS».
Το βραβείο μοιράστηκαν από κοινού τρεις πρωτοπόροι ερευνητές του εγκεφάλου, ο Τζον Ο’Κιφ, διάσημος Αμερικανοβρετανός νευροψυχολόγος, και το ζεύγος Μόζερ, αμφότεροι Νορβηγοί νευροεπιστήμονες. Χάρη στις πρωτοποριακές έρευνές τους αυτοί οι τρεις επιστήμονες ανακάλυψαν όχι μόνο το πώς καταφέρνει ο εγκέφαλός μας να εντοπίζει τη θέση μας στον χώρο, αλλά και πώς «πλοηγεί» το σώμα μας μέσα σ’ αυτόν.
Οι ανακαλύψεις τους, λοιπόν, «έλυσαν ένα πρόβλημα που απασχολούσε επί αιώνες τους φιλοσόφους και τους επιστήμονες: πώς δημιουργεί ο εγκέφαλος έναν χάρτη του χώρου που μας περιβάλλει και πώς βρίσκουμε τον δρόμο μας σε ένα περίπλοκο περιβάλλον», σύμφωνα με την επίσημη ανακοίνωση της επιτροπής των Νόμπελ.
Η έμπνευση για την πρόσφατη έρευνα ήταν οι μελέτες του ζεύγους Μόζερ. Ο Albert Tsao, ερευνητής στο Ινστιτούτο της Νορβηγίας όπου έκανε το διδακτορικό του, πρότεινε να διερευνήσουν τι ακριβώς συμβαίνει στην περιοχή που ονομάζεται πλευρικός ενδορινικός φλοιός (Lateral Entorhinal Cortex, LEC), μια περιοχή που γειτονεύει με την περιοχή του ενδορινικού φλοιού όπου βρίσκεται το εγκεφαλικό GPS που ανακάλυψαν οι δάσκαλοί του οι Μόζερ.
Στην αρχή οι ερευνητές δεν μπορούσαν να καταλάβουν τι συμβαίνει. «Το νευρικό σήμα άλλαζε συνεχώς, οι δραστηριότητες αυτών των νευρώνων δεν φαίνονταν να ακολουθούν ένα σταθερό σχήμα. Πριν από δύο χρόνια, όμως, αρχίσαμε να υποψιαζόμαστε ότι το σήμα των νευρώνων άλλαζε διαρκώς επειδή ακολουθούσε το πέρασμα του χρόνου. Από αυτή τη στιγμή και ύστερα, τα περίεργα δεδομένα απέκτησαν νόημα», διηγείται ο Μόζερ.
Για να ελέγξουν οι ερευνητές την τολμηρή υπόθεση, ότι το συγκεκριμένο δίκτυο νευρώνων στον πλευρικό ενδορινικό φλοιό χρησίμευε για τη χρονική διευθέτηση των συμβάντων και των αναμνήσεών τους, κατέγραφαν την εγκεφαλική λειτουργία πολλών ποντικών που εκτελούσαν κάποιες εργασίες. Ετσι διαπίστωσαν ότι, παρακολουθώντας το καταγεγραμμένο νευρικό «σήμα του χρόνου», μπορούσαν να χαράσσουν την πορεία των όσων συνέβησαν στις δύο ώρες που συνήθως διαρκούσε το πείραμα!
«Η έρευνα δείχνει σαφώς ότι κάθε φορά που αλλάζουμε τη δραστηριότητα που εκτελούμε, αλλάζουμε επίσης την πορεία του νευρωνικού σήματος-χρόνος μέσα στον πλευρικό ενδορινικό φλοιό και άρα τον τρόπο που αντιλαμβανόμαστε τον χρόνο».

Ωστόσο, η συγκεκριμένη έρευνα φαίνεται να φωτίζει και ένα άλλο πανάρχαιο φιλοσοφικό-επιστημονικό ερώτημα: «Ο χρόνος που βιώνουμε με τον νου μας είναι γραμμικός ή κυκλικός; Τα δεδομένα που προκύπτουν από την έρευνά μας», υποστηρίζει ο Μόζερ, «δείχνουν ότι και τα δύο μοντέλα είναι σωστά και ότι το εγκεφαλικό σήμα του χρόνου μπορεί να παίρνει διαφορετικές μορφές ανάλογα με την εμπειρία».

Σπύρος Μανουσέλης – http://www.efsyn.gr/arthro/pos-o-egkefalos-mas-krata-ton-hrono-ton-oson-kanoyme – https://www.ntnu.edu/how-your-brain-experiences-time