Geen richtingsgevoel? Kom, zelfs de cellen in je hersenen hebben het!

Redacteur biologie

Ook mensen hebben speciale neuronen voor ruimtelijke navigatie. Het bestaan van deze zogenoemde ‘gps-cellen’ werd eerder al aangetoond bij ratten, vleermuizen en apen. De neuronen blijken elektrische signalen te geven als mensen zich door de virtuele wereld van een computerspel bewegen. Een internationale groep van neurowetenschappers toonde dat aan in experimenten bij epilepsiepatiënten die vanwege een behandeling elektroden in hun hersenen kregen. Zij publiceerden hun resultaten vorige week in het wetenschappelijke tijdschrift Nature Neuroscience.

De onderzoekers maten bij veertien patiënten de elektrische activiteit in verschillende hersengebieden terwijl zij de opdracht kregen om op een laptop in een virtuele omgeving op zoek te gaan naar een bepaald object, bijvoorbeeld een bureau of een tafel. In de driedimensionale ruimte zijn er zes mogelijke bewegingsrichtingen – vooruit, achteruit, omhoog, omlaag, naar links of naar rechts. Uit dieronderzoek was al bekend dat deze zogeheten gridcellen reageren met een specifieke elektrische pulstrein, afhankelijk van de bewegingsrichting.

De onderzoekers spoorden aan de hand van deze bewegingsafhankelijke vuurpatronen ‘grid-achtige’ cellen op in het brein. Die bleken vooral te zitten in een hersenschors aan de onderzijde van de hersenen (de entorinale cortex en de cingulate cortex) waar ze wel 12 tot 14 procent van alle neuronen uitmaakten. Dat komt overeen met de bevindingen in dieren.

Bij de menselijke proefpersonen werden echter ook veel grid-achtige cellen (8 procent) in de hippocampus gevonden. Van alle grid-achtige cellen reageerde 18 procent met een speciaal vuurpatroon op één bepaalde bewegingsrichting.

Deze grid- of gps-neuronen onderscheiden zich van zogeheten plaatscellen, die al langer bekend zijn bij mensen. Deze beginnen te vuren afhankelijk van de locatie waar iemand zich bevindt. Dat gebeurde ook bij de patiënten in de virtuele omgeving. Interessant is dat 20 procent van de plaatscellen ook richtingsgevoelig bleken, en dus alleen vuurden als de proefpersoon vanuit een bepaalde richting op een plek belandde.

De onderzoekers vonden tot slot ook neuronen die samenhangen met de blikrichting. Ze waren actief als de deelnemer in een bepaalde richting keek, met name in de hippocampus en naastgelegen hersengebied. Maar, schrijven de onderzoekers zelf al, het kan ook zo zijn dat deze cellen reageren op de herkenningspunten aan de horizon van de virtuele omgeving, in dit geval een berglandschap.