Tijdcellen functioneren als hersenklok voor beheersing van complexe taken, ontdekking door Utah-onderzoekers

AmsterdamOnderzoekers van de University of Utah Health hebben hersencellen ontdekt die onze tijdsperceptie reguleren. Deze zogenaamde "tijdcellen" zijn cruciaal voor het aanleren van gedragingen die exacte timing vereisen. Ze worden actief om korte tijdsintervallen te volgen en passen hun werking aan terwijl dieren verschillende getimede gebeurtenissen leren onderscheiden. Deze ontdekking kan helpen om neurodegeneratieve ziekten zoals Alzheimer eerder op te sporen.

Onderzoekers publiceerden een studie in Nature Neuroscience waarin ze met muizen onderzoek deden naar tijdcellen. Ze maakten gebruik van een taak gebaseerd op tijdsleren in combinatie met geavanceerde hersenscantechnieken. De belangrijkste bevindingen waren:

• Muizen moesten leren verschillen in timing te begrijpen om een beloning te krijgen.
• Onderzoekers bekeken de activiteit van tijdscellen voor en na het leerproces.
• In het begin reageerden tijdscellen hetzelfde op alle stimuluspatronen.
• Na het leren ontwikkelden tijdscellen unieke patronen voor verschillende gebeurtenissen.

De functie van tijdcellen gaat verder dan alleen het bijhouden van tijd. Onderzoekers ontdekten dat wanneer de mediale entorhinale cortex (MEC), de locatie van tijdcellen, werd geblokkeerd, muizen nog steeds tijd konden aanvoelen en voorspellen. Ze konden echter geen nieuwe tijdsgerelateerde taken leren. Erin Bigus, een onderzoeksassistent, legde uit dat de MEC belangrijk is voor het leren van complexe tijdsrelaties.

Lees ook:

Vandaag · 23:18

Olifantenzeehonden keren verbluffend terug na bijna uitsterving

Eerder onderzoek naar de MEC toonde aan dat het helpt bij het leren over ruimte en het creëren van mentale kaarten. In deze studie ontdekten onderzoekers dat hersenactiviteitspatronen vergelijkbaar waren bij taken die tijd en ruimtelijk leren betrokken. James Heys, PhD, een assistent-professor in neurobiologie, legde uit dat de entorhinale cortex mogelijk zowel afstand als tijd helpt bijhouden.

Uit onderzoek blijkt dat de hersenen ruimte en tijd op vergelijkbare manieren verwerken. Deze resultaten kunnen helpen om ziekten zoals Alzheimer vroegtijdig te detecteren. Alzheimer tast als eerste het deel van de hersenen aan genaamd MEC, dus taken die complexe timing vereisen, kunnen bijdragen aan een vroegere opsporing van de ziekte.

Het onderzoek werd gefinancierd door de Whitehall Foundation, Brain and Behavior Research Foundation, de National Institutes of Health en de National Science Foundation. Het onderzoeksteam gelooft dat door te begrijpen hoe het brein met tijd omgaat, nieuwe methoden voor de diagnose van neurodegeneratieve ziekten ontwikkeld kunnen worden.