Forskning fra det tyske Kræftforskningscenter (DKFZ) og Heidelberg Universitetshospital har afsløret, at de såkaldte gitterceller i hjernen arbejder langt mere fleksibelt end tidligere antaget. Siden deres opdagelse i 2004 har gittercellerne været betragtet som en slags “GPS i hovedet”, da de spiller en central rolle i vores evne til at orientere os i rummet. Forskningen har dog vist, at disse nerveceller, der befinder sig i den entorhinale cortex, er i stand til at justere deres aktivitet afhængigt af forskellige situationsbestemte referencepunkter.
I eksperimenter med mus har forskerne observeret, hvordan gittercellerne tilpasser sig og skifter mellem forskellige referencerammer i takt med omstændighederne. Dette betyder, at hjernen ikke benytter en stiv, global gitterstruktur til navigation, men arbejder med flere lokale kort, der aktiveres afhængigt af opgaven.
Forskerteamet ledet af Hannah Monyer og Kevin Allen udviklede en særlig navigationsopgave, hvor musene skulle finde en tilfældigt placeret mål genstand, en lille håndtag. Efter at have trykket på håndtaget, modtog de en belønning og skulle navigere tilbage til udgangspunktet. Opgaven blev udført både i lys og i komplet mørke, mens forskerne registrerede aktiviteten af tusindvis af nerveceller og kombinerede disse data med moderne kunstig intelligens.
Resultaterne viste, at de velkendte regulære gittermønstre for gittercellerne forsvandt under opgaven. I stedet “ankerede” cellerne deres gitter til forskellige referencepunkter, idet de under søgningen orienterede sig til startpositionen og hurtigt skiftede til det nye referencepunkt, efter de nåede håndtaget. Denne hurtige skift mellem flere kort sker inden for få sekunder, hvilket indikerer en hidtil ukendt mekanisme.
Forskningen udfordrer tidligere teorier om, hvordan gitterceller understøtter navigation. Allen udtaler, at deres data viser, at gitterceller fungerer mere som et lokalt positioneringssystem end som en GPS. Desuden fandt de, at orienteringen af de interne kort gradvist kunne ændre sig under længere søgninger, og denne drift kunne forudsige retningen, som dyrene tog hjemad.
Monyer tilføjer, at resultaterne indikerer, at hjernen ikke har et stift navigationssystem, men bruger en meget fleksibel strategi til at finde vej, afhængigt af konteksten. Denne viden kan bedre forklare, hvorfor rumlig orientering kan være hæmmet i sygdomme som Alzheimers, og hvordan sådanne ændringer potentielt kan opdages tidligt i fremtiden. Forskningen er publiceret i tidsskriftet Nature Neuroscience.