Wie wir das GPS unseres Gehirns zum Navigieren verwenden
Eine neue Studie ergab, dass zu Beginn einer Reise eine Region des Gehirns die gerade Linie zum Ziel berechnet - die Entfernung „in Luftlinie“ -, aber während der Reise berechnet ein anderer Bereich des Gehirns die genaue Entfernung entlang des Pfades um dorthin zu kommen.
Die Ergebnisse stützen frühere Überlegungen, wonach das Gehirn entweder eine Route oder die gerade Linie zu einem Ziel berechnet. Indem die neue Studie zeigt, dass das Gehirn beides tut, zeigt sie, dass nicht nur beide Ideen richtig sind, sondern dass beide integriert werden sollten.
Für die Studie, veröffentlicht in Aktuelle BiologieDr. Hugo Spiers und sein Forschungsteam am University College London verwendeten Filmmaterial, um die geschäftigen Straßen von Soho in London in einem MRT-Scanner nachzubilden. Die Freiwilligen wurden gebeten, durch das Viertel zu navigieren, das für seine kurvenreichen Straßen und komplexen Kreuzungen bekannt ist, während ihre Gehirnaktivität überwacht wurde.
Anschließend analysierten die Forscher die Gehirnaktivität während der verschiedenen Phasen der Reise: Kurs auf das Ziel setzen, das Ziel auf Reisen verfolgen und Entscheidungen an Straßenkreuzungen treffen.
Die Forscher fanden heraus, dass die Aktivität im entorhinalen Kortex, einer für Navigation und Gedächtnis wesentlichen Region, bei der ersten Erarbeitung des Weges empfindlich auf die geradlinige Entfernung zum Ziel reagiert.
Im Gegensatz dazu wurde der hintere Hippocampus, der auch für seine Rolle in der Navigation und im Gedächtnis bekannt ist, während der restlichen Reise aktiv, wenn er den Weg verfolgte, der zum Erreichen des Ziels erforderlich war, berichteten die Forscher.
Die Ergebnisse zeigten auch, was im Gehirn passiert, wenn wir Satellitennavigation (Sat Nav) oder ein Handheld-GPS verwenden, um an ein Ziel zu gelangen. Durch die Aufzeichnung der Gehirnaktivität, wenn die Teilnehmer Navigationsanweisungen verwendeten, stellten die Forscher fest, dass keine der Gehirnregionen die Entfernung zum Ziel verfolgte und das Gehirn im Allgemeinen viel weniger aktiv war.
"Unser Team hat eine neue Strategie zum Testen der Navigation entwickelt und festgestellt, dass die Art und Weise, wie unser Gehirn unsere Navigation steuert, komplexer ist als gedacht. Dabei wurden zwei Arten von Entfernungen in getrennten Bereichen des Gehirns berechnet", sagte Spires.
„Diese Ergebnisse helfen uns, die Mechanismen zu verstehen, mit denen der Hippocampus und der entorhinale Kortex die Navigation steuern. Die Forschung ist auch ein wesentlicher Schritt, um zu verstehen, wie wir unser Gehirn in realen Umgebungen einsetzen, von denen wir derzeit nur sehr wenig wissen. “
Die Ergebnisse könnten auch erklären, warum Londoner Taxifahrer bekanntermaßen einen vergrößerten hinteren Hippocampus haben, bemerkte er.
"Unsere Ergebnisse zeigen, dass es der tägliche Bedarf an Verarbeitungswegen in ihrem hinteren Hippocampus ist, der zu einer beeindruckenden Ausdehnung ihrer grauen Substanz führt", erklärte er.
Die Ergebnisse liefern auch einen Einblick in die zugrunde liegende Biologie psychischer Erkrankungen, die das Gedächtnis beeinflussen, so Dr. John Williams, Leiter für klinische Aktivitäten, Neurowissenschaften und psychische Gesundheit beim Wellcome Trust, der die Studie finanzierte.
"Der Hippocampus und der entorhinale Kortex gehören zu den ersten Regionen, die bei der mit Alzheimer verbundenen Demenz geschädigt werden. Diese Ergebnisse liefern eine Erklärung dafür, warum solche Patienten Schwierigkeiten haben, sich zurechtzufinden und sich zu verlaufen", sagte er. "Die Kombination dieser Ergebnisse mit klinischer Arbeit könnte in Zukunft medizinische Vorteile ermöglichen."
Quelle: Wellcome Trust
