Cercetător german descoperă sistemul de navigație al creierului

Creierul uman nu doar că ne ajută să navigăm prin lume, ci funcționează el însuși ca un sistem de navigație. Aceasta este opinia neurosciențistului Prof. Christian Doeller, care tocmai a fost distins cu Premiul Leibniz în valoare de 2,5 milioane de euro pentru cercetările sale.

Studiul sistemului de navigație cerebral

Psihologul Prof. Dr. Christian Doeller de la Institutul Max Planck pentru Științe Cognitive și Cerebrale îi pune pe studenți din Leipzig să joace jocuri pe calculator într-un scaner pentru a investiga modul în care funcționează creierul lor. Subiecții de testare țin o tastatură pentru a naviga sau a lua decizii.

Neurosciențistul și echipele sale de la Doellerlab doresc să afle în special care sunt cele mai importante principii de codificare ale creierului care fac posibilă gândirea umană.

Doeller descrie jocul pe calculator pe care subiecții îl văd pe peretele din spatele scanerului: „Ei sunt, de exemplu, șoferi de taxi și trebuie să ducă o persoană de la A la B. Și în timp ce efectuează această sarcină, măsurăm activitatea creierului lor în paralel.”

Creierul ca sistem de navigație

În timp ce subiecții de testare conduc prin orașul virtual, creierul lor funcționează ca un sistem de navigație. „Subiecții cu o performanță înaltă de navigație, adică cei care navighează corect 10 din 10 trasee virtuale prin orașul virtual și găsesc întotdeauna cea mai scurtă rută, au cea mai mare activitate cerebrală”, explică cercetătorul.

Conform profesorului Doeller, sistemele din creier care ajută la navigație organizează, de asemenea, memoria, învățarea și cunoștințele ca un sistem de navigație. „Dacă vă amintiți de zilele de școală: fișele index erau, de asemenea, organizate spațial pentru a sorta termenii. Spațiul este un mediu fantastic pentru a vizualiza lucrurile apropiate sau îndepărtate pe baza similitudinii și disimilitudinii.”

Sociologul Niklas Luhmann a spus odată că cutia în care și-a organizat cele 90.000 de notițe scrise de mână era o reflectare a creierului său. Cutia de notițe a lui Luhmann este încă analizată astăzi la Universitatea din Bielefeld.

Descoperirea celulelor grid

Cu mult înainte de a studia sistemul de navigație, psihologul a avut primul său mare succes de cercetare în 2010 cu demonstrarea așa-numitelor celule grid. În timp ce principiul celulelor grid fusese deja demonstrat la rozătoare, Doeller și colegii săi au publicat un studiu în revista Nature detectând un semnal de imagistică prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) care reflecta poziția unui subiect de testare într-un mediu de realitate virtuală și îndeplinea criteriile pentru codificarea celulelor grid.

Studiul a sugerat că oamenii reprezintă poziția și percepția spațială într-un mod foarte similar rozătoarelor. Între timp, șobolanii și șoarecii sunt, de asemenea, confruntați cu realitatea virtuală și legați de bile sau sfere rotative, după cum explică Doeller.

Mai multe știri.

Direcții viitoare de cercetare

„Marea noastră întrebare de cercetare viitoare, actuală, dar și pe termen lung, este că acest sistem cerebral de navigație nu este relevant doar pentru a vă găsi drumul de la A la B într-un oraș, ci și pentru îndeplinirea altor sarcini cognitive. De exemplu, învățarea conceptelor și construirea de cunoștințe noi”, afirmă profesorul Doeller.

Profesorul Doeller și echipa sa doresc să afle în ce măsură alte funcții cognitive – cum ar fi controlul acțiunii, luarea deciziilor și achiziționarea de noi cunoștințe conceptuale – pot fi explicate prin principiile de bază ale ipotezei sistemului lor de navigație.

Premiul Leibniz și proiecte noi

Cu ajutorul tehnicilor moderne de imagistică, precum imagistica prin rezonanță magnetică funcțională (fMRI) și magnetoencefalografia (MEG), Dr. Christian Doeller a obținut perspective cruciale asupra creierului. A fost tocmai distins cu Premiul Gottfried Wilhelm Leibniz în valoare de 2,5 milioane de euro.

Vezi si cursuri copii Soroban

Cu această sumă impresionantă, profesorul Doeller poate acum să urmărească cercetări mai complicate pe care le consideră deosebit de interesante. Cercetătorul dorește să investigheze modul în care creierul procesează interacțiunea socială prin observarea a doi subiecți de testare într-un proces cognitiv comun de învățare.

„Este foarte complex din punct de vedere tehnic, deoarece cei doi subiecți de testare rezolvă o sarcină interactivă. Și, desigur, sincronizarea celor două scanere este complexă, în timp ce cei doi subiecți efectuează simultan sarcina cognitivă în ambele scanere în acest studiu”, explică neurosciențistul.

Studii clinice

Institutul Max Planck pentru Științe Cognitive și Cerebrale lucrează, de asemenea, la studii clinice, cum ar fi cele privind stadiile incipiente ale bolii Alzheimer sau cu pacienți care suferă de Long Covid. Concluziile acestor studii nu au fost încă publicate.