Tidsceller fungerar som hjärnans integrerade urverk för att bemästra komplexa uppgifter

StockholmForskare vid University of Utah Health har identifierat hjärnceller som styr vår tidsuppfattning. Dessa "tidsceller" är avgörande för att lära sig beteenden som kräver exakt timing. De aktiveras i tur och ordning för att följa korta tidsperioder och förändrar sitt arbetssätt när djur lär sig att skilja olika tidsbestämda händelser åt. Denna upptäckt kan hjälpa till att upptäcka neurodegenerativa sjukdomar som Alzheimers i ett tidigare skede.

Forskare publicerade en studie i Nature Neuroscience där de använde möss för att undersöka tidsceller. De använde en uppgift baserad på tidsbaserat lärande tillsammans med avancerade hjärnavbildningstekniker. De viktigaste resultaten var:

Mössen behövde lära sig skillnader i tidsmönster för att få en belöning. Forskarna observerade tidscellernas aktivitet både före och efter inlärningsprocessen. Till en början reagerade tidscellerna på samma sätt för alla stimuli-mönster. Efter inlärningen utvecklade tidscellerna olika mönster för olika händelser.

Tidscellernas funktion sträcker sig bortom att bara registrera tid. Forskare upptäckte att när den mediala entorhinala cortexen (MEC), där tidscellerna finns, blockerades, kunde möss fortfarande känna och förutsäga tid. Däremot kunde de inte lära sig nya tidsrelaterade uppgifter. Erin Bigus, en forskningsassistent, förklarade att MEC är viktig för att lära sig komplexa tidsrelationer.

Läs också:

Idag · 19:21

Verktyg för framtidsplanering löser utmaningarna med Coloradofloden

Tidigare forskning kring MEC har visat att det underlättar lärande om rymd och skapandet av mentala kartor. I denna studie fann forskarna att hjärnaktiviteten var likartad mellan uppgifter som innebar tids- och rymdlärande. James Heys, PhD, en biträdande professor i neurobiologi, förklarade att entorhinala cortex kan hjälpa till att spåra både avstånd och tid.

Studien visar att hjärnan hanterar rum och tid på liknande sätt. Dessa upptäckter kan hjälpa till att tidigt upptäcka sjukdomar som Alzheimers. Alzheimers påverkar först den del av hjärnan som kallas MEC, så uppgifter som kräver komplex tidsuppfattning kan underlätta en tidigare diagnos av sjukdomen.

Studien finansierades av Whitehall Foundation, Brain and Behavior Research Foundation, National Institutes of Health och National Science Foundation. Forskarteamet tror att genom att förstå hur hjärnan hanterar tid, kan nya sätt att diagnostisera neurodegenerativa sjukdomar utvecklas.