Descoperitorii „GPS”-ului din creier au primit premiul Nobel pentru medicină

Neurologul britanic John O’Keefe (75 de ani) este profesor la Institutul pentru Neurologie Cognitivă din cadrul Departamentului de Anatomie aparţinând de University College de la Londra. El a obţinut 50% din premiul Nobel pentru Medicină 2014, potrivit Agerpres.

May-Britt Moser (51 de ani) şi soţul său Edvard I. Moser (52 de ani) sunt doi neurologi norvegieni, directori fondatori ai Institutului Kavli pentru Sisteme de Neuroştiinţe şi Centrul pentru Biologia Memoriei din cadrul Universităţii Norvegiene de Ştiinţă şi Tehnologie din Trondheim. Ei îşi împart cealaltă jumătate din premiu.

Laureaţii de anul acesta ai premiului Nobel pentru Medicină au descoperit un sistem de poziţionare din creier, un fel de „GPS intern”, care face posibilă orientarea în spaţiu, potrivit Agerpres.

John O´Keefe a identificat în 1971 prima componentă a acestui sistem. El a descoperit că un anumiţi neuroni din zona cerebrală denumită hipocamp erau mereu activaţi atunci când un cobai se afla într-un anumit loc dintr-o incintă, iar când locul se modifica, alţi neuroni deveneau activi. O´Keefe a ajuns la concluzia că aceşti neuroni compuneau o hartă a incintei, făcând posibilă orientarea în spaţiu a respectivului cobai.

Mai bine de trei decenii mai târziu, în 2005, May-Britt şi Edvard Moser au descoperit o altă componentă cheie a acestui sistem de poziţionare internă. Cei doi au identificat un alt tip de celule nervoase pe care le-au denumit „celule de reţea”, care generează un sistem de coordonate care permite poziţionarea cu precizie şi deplasarea spre anumite ţinte.

Activitatea celor trei oameni de ştiinţă a demonstrat modul în care celulele de poziţionare şi celulele de reţea fac posibilă determinarea poziţiei şi navigarea în spaţiu.

„Descoperirile realizate de John O´Keefe, May-Britt Moser şi Edvard Moser au rezolvat o problemă care îi frământă de secole pe filosofi şi pe oamenii de ştiinţă – cum reuşeşte creierul să genereze o hartă a lumii care ne înconjoară şi cum ne putem orienta şi naviga într-un mediu foarte complex”, conform comunicatului emis de Comitetul Nobel.

John O´Keefe a fost fascinat de problematica modului în care creierul controlează comportamentul şi a hotărât, spre sfârşitul anilor ’60 să abordeze această problemă cu armele neurofiziologiei. El a început să înregistreze semnalele emise de neuroni individuali din hipocampul unor şoareci care aveau libertatea de mişcare într–o anumită incintă. Cu această ocazie, O’Keefe a descoperit că anumite celule nervoase deveneau active atunci şoarecele se afla într-un anumit loc din respectivul mediu experimental. Pornind de la datele adunate, omul de ştiinţă britanic a putut demonstra că aceste „celule de poziţionare” nu aveau doar rolul de a înregistra inputurile vizuale, ci generau în mod activ o hartă interioară a respectivului mediu.

Astfel, O’Keefe a ajuns la concluzia că hipocampul generează numeroase astfel de hărţi prin acţiunea celulelor nervoase de poziţionare ce sunt activate în diferite medii. Astfel, memoria unui anumit loc poate fi înmagazinată ca o combinaţie specifică a activităţii celulelor de poziţionare din hipocamp.

De cealaltă parte, May-Britt şi Edvard Moser au descoperit coordonatele acestui sistem de orientare. Cei doi oameni de ştiinţă norvegieni cartografiau conexiunile formate în hipocampul unor şoareci care se deplasau într-o incintă când au descoperit un model nou de activitate neuronală într-o zonă din vecinătate denumită cortexul entorhinal.

În această regiune a creierului, neuronii erau activaţi atunci când şoarecele trecea prin multiple locaţii aranjate într-o reţea hexagonală. Fiecare dintre aceste celule erau activate după un model spaţial unic, iar laolaltă, aceste „celule de reţea” formează un sistem de coordonare care permite navigarea prin spaţiu. Alături de alte celule din cortexul entorhinal care recunosc orientarea capului şi marginile camerei, ele formează circuite împreună cu celulele de poziţionare din hipocamp. Acest întreg sistem reprezintă un fel de „GPS intern” al creierului.

O serie de studii recente, realizate cu ajutorul tehnologiilor de imagistică moderne, precum şi studii pe pacienţi care au suferit intervenţii chirurgicale pe creier, au confirmat faptul că aceste două tipuri de celule, cele de poziţionare şi cele de reţea, există şi în alcătuirea creierului uman.

În cazul unor pacienţi suferind de Alzheimer, hipocampul şi cortexul entorhinal sunt deseori afectate încă din stadiile incipiente ale bolii, condiţii în care aceşti pacienţi îşi pierd capacitatea de a se orienta în mediul înconjurător. „Cunoştinţele despre modul de funcţionare a mecanismului de orientare din creier reprezintă o schimbare de paradigmă a modului în care înţelegem felul în care celulele specializate din creier colaborează pentru a îndeplini funcţii cognitive superioare şi deschid drumul pentru aprofundarea înţelegerii altor procese cognitive, aşa cum sunt memoria, abilitatea de planificare şi gândirea”, conform materialului publicat de site-ul oficial Nobelprizes.org.

Premiul Nobel pentru Medicină este însoţit de o recompensă financiară îîn valoare de 8 milioane de coroane suedeze, adică aproximativ 881.000 de euro. Lui John O´Keefe îi revine jumătate din această sumă, în timp ce soţii Moser îşi împart cealaltă jumătate.

Premiul pentru Medicină marchează începutul „sezonului” Nobel, care va continua, marţi, cu premiul Nobel pentru Fizică.