Synsindtryk samles og bearbejdes i den visuelle hjernebark, og det gør os i stand til at navigere i vores omgivelser. Nu viser ny forskning, at den visuelle hjernebark indeholder højt specialiserede nerveceller. Nogle registrerer fx kun fremadrettet bevægelse, andre bevægelse mod venstre eller højre.

22.01.2021 | Ib Salomon

Vores evne til at sanse visuel bevægelse er altafgørende. Skal du fx over en trafikeret vej, må du først sikre dig, at ingen biler bevæger sig mod dig, inden du selv sætter dig i bevægelse og navigerer dig i sikkerhed på den anden side af vejen.

Navigation i vores omgivelser bygger i høj grad på synsindtryk, og vores visuelle system skal kunne håndtere to grundlæggende former for bevægelse: Dels, at objekter i vores synsfelt bevæger sig, dels at vi selv bevæger os. Nu bidrager ny forskning fra Aarhus Universitet til en bedre forståelse af, hvordan dette visuelle system bidrager til hjernens navigationsssystem. Blandt andet har det vist sig, at den visuelle hjernebark indeholder nogle højt specialiserede nerveceller som formentlig spiller en afgørende rolle:

"Vi fandt nogle specialiserede og enormt selektive nerveceller i særlige områder af den visuelle hjernebark, som er så specifikke, at de kun registrerer én retning af egen-bevægelse, fx fremadrettet bevægelse, imens andre nerveceller registrerer, om bevægelsen er mod venstre eller højre - og det vidste man ikke før", fortæller ph.d.-studerende Rune Nguyen Rasmussen, der som led i sin ph.d.-afhandling har udført en lang række laboratorieforsøg for at finde ud af, hvordan synsindtryk bearbejdes i hjernen på levende mus.

De to førsteforfattere til studiet er Rune N. Rasmussen og postdoc Akihiro Matsumoto, og forskningen er udført i lektor Keisuke Yoneharas laboratorium. Der er tale om ren grundforskning, og resultaterne er netop offentliggjort i tidsskriftet Current Biology.

Hjernen skaber et mentalt kort

Synssansen forsyner hjernen med essentiel information om vores visuelle omgivelser. De modtages på øjets nethinde og sendes herfra videre som elektriske signaler til den visuelle del af hjernebarken, som ligger bagtil i hjernen. Her samles og bearbejdes synsindtrykkene, så hjernen ender med at skabe et mentalt kort over omgivelserne og ens egne bevægelser i disse omgivelser.

Forskerne har længe vidst, at der spredt i øjets nethinde på mus findes særlige nerveceller, der reagerer på objekters bevægelse, fx bevægelse opad eller bagud i synsfeltet, og at informationen om bevægelse blev sendt videre fra disse nerveceller til hjernebarken.

"Men vi prøver nu at forstå funktionen af disse nerveceller i øjet i forhold til den komplekse bearbejdning, der sker i hjernebarken", forklarer Rune N. Rasmussen. Det skete ved hjælp af forsøg med levende og vågne mus, som blev sat til at se på nogle skærme. Skærmene viste en simuleret bevægelse, der svarede til, at musen fx bevægede sig fremad, til venstre eller til højre. Ved hjælp af et avanceret laserlys-mikroskop kunne forskerne direkte visualisere nervecellernes aktivitet i musens hjernebark, og det var på den måde, de opdagede de bevægelses-selektive nerveceller i musens hjernebark.

Resultaterne blev endnu mere interessante, da forskerne udførte forsøg med mus, der har en genændring, som betyder, at de nerveceller i øjets nethinde, som sanser bevægelse, ikke længere fungerer som de skal.

"På den måde kunne vi sammenligne med almindelige mus, og vi fandt, at nervecellerne i nethinden, som sanser bevægelse, er afgørende for den neurale aktivitet i især ét område af den visuelle hjernebark, som reagerer kraftigt og selektivt på visuel bevægelse, som musen oplever, når den bevæger sig omkring”, siger Rune N. Rasmussen.

 

Vores visuelle system minder sandsynligvis om det hos mus

Om den nye viden om sansning af bevægelse direkte kan overføres til mennesker ved Rune N. Rasmussen og hans kolleger endnu ikke, men det er noget at det, forskerne håber at finde ud af.

"Nethinden i menneskers øjne er jo meget større og på nogle punkter forskellige fra mus, men det mest sandsynlige er, at vores visuelle system minder om det, vi har fundet hos mus og at vores forskning dermed åbner for at forstå vores visuelle system bedre", siger Rune Nguyen Rasmussen.

 

Bag om studiet:

Der er tale om grundforskning.

Studiet er finansieret af Lundbeck Fonden, Velux Fonden, Novo Nordisk Fonden, Carlsberg Fonden og det Europæiske Forskningsråd.

Studiet er offentliggjort i Current Biology

Link til studiet: https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)31886-8

 

Kontakt:

Ph.d.-studerende Rune Nguyen Rasmussen

Aarhus Universitet, Institut for Biomedicin , DANDRITE

Telf.: 61 33 76 98

Mail: runerasmussen@biomed.au.dk

 

Gruppeleder og lektor Keisuke Yonehara

Aarhus Universitet, Institut for Biomedicin, DANDRITE

Tlf.: 93 50 80 84

Mail: Keisuke.yonehara@dandrite.au.dk