Wie weiß ein Gehirn, wo es ist? 1971 fand John O'Keefe Neuronen im Ratten-Hippocampus, die jedes nur feuern, wenn das Tier an einem bestimmten Ort ist — Ortszellen, ein Sie-sind-hier-Signal. Jahrzehnte später, 2005, fanden May-Britt und Edvard Moser etwas Seltsameres eine Stufe weiter oben im entorhinalen Kortex: Gitterzellen, die nicht an einem Ort, sondern an vielen feuern, angeordnet in einem perfekten hexagonalen Gitter, das die gesamte Umgebung kachelt — ein eingebautes Koordinatengitter. Alle drei teilten sich den Nobelpreis 2014 in Physiologie oder Medizin für die Entdeckung der Raumkarte des Gehirns.
Diese Ausstellung lässt Sie beobachten, wie diese Karte sich selbst aufbaut. Eine virtuelle Maus sucht in einem umwandeten Gehege nach Nahrung — steuern Sie sie mit der Tastatur oder lassen Sie sie wandern — und während sie Boden bedeckt, malt jedes räumliche Neuron sein Feuern live auf den Boden. Das Feuern ist das echte Modell: eine Ortszelle ist ein Gaußsches Feld, sodass sie einen Blob beleuchtet; eine Gitterzelle ist die gleichgerichtete Summe dreier Kosinuswellen sechzig Grad auseinander, was mathematisch ein Dreiecksgitter erzwingt, sodass ihr Blob sich in Hexagone über den gesamten Boden wiederholt. Verschiedene Gitterzellen wählen und Sie sehen verschiedene Skalierungen, Orientierungen und Phasen — die größeren näher oben in der Hierarchie, die feineren darunter.
Der Punkt ist, dass Raum für ein Gehirn kein Bild ist, sondern eine Berechnung — eine Menge von Feuermustern, die zusammen den Ort auf ein paar Zentimeter eingrenzen, so wie Breite und Länge einen Punkt auf der Erde eingrenzen. Es ist die kognitive Karte, die Sie auch im Dunkeln nach Hause finden lässt, und sie verschlechtert sich früh bei Alzheimer. Dieselbe Idee — die Welt als Aktivitätsmuster über eine Zellpopulation darstellen — ist der Faden, der durch jede Ausstellung in diesem Flügel läuft, von einer Wespe mit 7.400 Neuronen zu Ihrem eigenen inneren GPS.
Technische Daten
- Ortszellen
- Hippocampus — feuern an einem einzelnen Ort (O'Keefe, 1971)
- Gitterzellen
- Entorhinaler Kortex — hexagonales Gitter kachelt den Raum (Moser, 2005)
- Modell
- Gaußsche Ortsfelder; Gitter = gleichgerichtete Summe von 3 Gittern 60° auseinander
- Interaktiv
- Gehege erkunden, jede Zellfeuerkarte live entstehen sehen
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