موش های صحرایی نوزاد کاوشگر به دنیا می آیند. آنها می توانند قبل از آن که حتی یک سانتیمتر خزیده باشند، جهان خود را نقشه برداری کنند. دو مطالعه جدیدچنین القا می کند که موش های نوزاد قبل از آن که چشم های خود را باز کنند به سازوکار هایی مجهز هستند که موش های بالغ برای راهوری استفاده می کنند.
موش های صحرایی، و احتمالا انسان ها نیز، برای راهوری بر روی سه نوع عصب تکیه دارند: سلول های جهت در زمانی که حیوان با مسیر خاصی روبرو می شود شلیک می کنند؛ سلول های مکان هنگامی شلیک می کنند که در محل خاصی و فقط در همان محل باشند؛ و سلول های صفحه/شبکه ای (گرید) هنگامی که حیوان در مکان/فضا حرکت می کند با فاصله زمان های معینی شلیک می کنند که در نتیجه چیزی شبیه یک شبکه داخلی از دنیای آنها ایجاد می کند.
به گفته ادوارد موسر، عصب شناس دانشگاه نروژی علوم و فناوری در ترونهایم، این سلول ها در جوندگان مسن تر – و نیز در انسان های بالغ – مطالعه شده است، اما پژوهشگران درک اندکی دارند که چنین سلول هایی چگونه راهوری می کنند.
برای دانستن آن که این سلول ها چه هنگام به رشد می رسند، موسر و همکارانش میکروالکترودهایی را در مغز موش هایی با عمر دو هفته کاشتند. آنها سپس کنش های الکتریکی این سلول ها را هنگامی که حیوان ها برای اولین بار چشم های خود را گشودند و شروع به کشف قفس خود کردند ثبت نمودند. گروه دیگری با هدایت تام ویلز و جان اوکیف از دانشگاه کالج لندن آزمایش های مشابهی را انجام دادند.
هر دو گروه موسر و ویلز دریافتند: این موش های نوزاد بدون آن که هیچ گونه رودررویی واقعی با این جهان چه از طریق حرکت و یا دید داشته باشند، به نظر می رسید سلول های جهت و مکان ی داشتند که تقریبا به همان خوبی آنهایی که در موش های بزرگسال است کار می کرد. گروه موسر دریافت که سلول های شبکه هم از همان ابتدا کار می کرد، در حالی که گروه ویلز چنین نظر داشت که این سلول های چند روز دیرتر شروع به شلیک کردند. ...
Rats Have an Innate Concept of Space – Do Humans?
New Scientist | 18 June 2010 by Ewen Callaway
For similar stories, visit the The Human Brain Topic Guide
Baby rats are born explorers, able to map their world before they crawl so much as a centimetre. So suggest two studies that found newborn rats open their eyes equipped with the same brain mechanisms that adults use for navigation.
Rats, and possibly humans too, rely on three kinds of neuron to navigate: direction cells fire when an animal faces a specific direction; place cells fire in a specific location and only that location; and grid cells fire at regular intervals as the animal moves trough space, creating something like an internal grid for their world.
These cells have been studied in older rodents – and observed in adult humans – but researchers know little about how such cells come to guide navigation, says Edvard Moser, a neuroscientist at the Norwegian University of Science and Technology in Trondheim.
First sight
To find out how and when these cells develop, Moser and his colleagues implanted microelectrodes into the brains of 2-week-old rat pups. They then recorded the electrical activity of the cells as the animals opened their eyes for the first time and began to explore their cage. Another group led by Tom Wills and John O'Keefe at University College London performed similar tests.
Without any real exposure to the world through movement or sight, the pups seemed to have direction and place cells that worked nearly as well as those of adults, both Moser and Wills found. Moser's team found the grid cells working right away, while Wills's suggest these cells start firing a few days later.
Either way, both studies show that the brain cells required for navigation don't need experience to work properly, but are ready for immediate action. "A lot of people might have predicted that a system like this would involve some sort of learning," Wills says.
Kant argue with that
That conclusion is reminiscent of the work of the 18th-century European philosopher Immanuel Kant, who argued that knowledge about space is present in humans without any prior experience. So note philosopher Linda Palmer and neuroscientist Gary Lynch at the University of California, Irvine, in an editorial that accompanies both papers.
A similar navigational system seems to be present in humans, which suggests that these cells may work without prior experience in humans, too, says Moser. Yet unlike rat pups, which might get lost exploring beyond their nest, human babies have little need for this system, says Marko Nardini, a cognitive scientist at University London College who was not involved in either study but has collaborated with one of Wills's co-authors in the past.
Journal references: Science, Moser, DOI: 10.1126/1188210; Wills, DOI: 10.1126/1188224