Når da, sa du?

I 2014 vant Edvard og May-Britt Moser nobelprisen i medisin sammen med John O’Keefe for funnet av hjernens navigasjonssystem. Stedsansen er en gruppe celler i området medial entorhinal cortex som registrerer og lagrer posisjon i tett samarbeid med hukommelsessenteret hippocampus. Det er i søsterhalvdelen av samme område, lateral entorhinal cortex, at de nå har funnet en av tidssansene.

Resultatene er presentert i deres nye artikkel, Integrating time from experience in the lateral entorhinal cortex, som ble publisert i tidsskriftet Nature 29. august 2018. Både Edvard og May-Britt Moser er for tiden på reise.

Postdoktor Jørgen Sugar ved Kavli­instituttet for nevrovitenskap er andre­forfatter på artikkelen og forteller at under oppdagelsen av stedsansen ble det registrert signaler også i søsterområdet. Signalene forandret seg imidlertid kontinuerlig, tilsynelatende uten sammenheng.

– Vi har tidligere aldri klart å tolke hva slags informasjon disse cellene uttrykker, forklarer han.

En stund var de redd det kunne tyde på en feil ved tidligere forskning, og at nervecellene ikke uttrykte signaler på den måten man trodde. Til slutt kom ideen om at signalforandringene kunne være en unik karakteristikk ved området, som forandringen av tid.

Kort forklart

Sugar forklarer videre hva poenget med artikkelen egentlig er. Funnet kan refereres til som en tidssans fordi området arbeider med den subjektive forståelsen av tidens gang.

– Vi har funnet et system i hjernen som kan rangere hendelser etter når de skjedde.

Der mange ser for seg forståelsen av tid som en klokke i hodet, lagres hendelser heller som episodiske minner. Rekkefølgen disse minnene lagres i er viktig for vår oppfatning av tiden.

Hjernen komprimerer de uviktige erfaringene, som bussturen til jobb eller toalett­besøket i pausen. Dermed oppleves viktige hendelser som mer tidkrevende enn små hverdagsoppgaver. Førsteamanuensis Raphael Kaplan ved Kavliinstituttet mener denne forskningen er viktig for forståelsen av hukommelsen.

– Dette studiet hjelper oss å bedre forstå hvordan vi husker hva, hvor og når om tidligere hendelser.

Repetitivt arbeid er forvirrende

Sugar forklarer at påvisning av hypotesen om tidssansen ble noe vanskeligere enn med stedsansen.

– Vi hadde egentlig veldig flaks med stedsansen fordi rotten bruker samme type referansesystem som oss for å beskrive sted. For tidssansen er det ikke like åpenbart hva slags referansesystem vi eller rotter bruker. Et tidspunkt eller hendelse er noe man bare opplever én gang, så man kan aldri gå tilbake og gjenta forsøket.

Selve forsøket ble utført i to deler: (1) en rotte med implanterte elektroder vandret fritt i en boks og (2) samme rotte vandret gjennom et åttetallsformet løp.

I det åttetallsformede løpet viser det seg at rotten registrer andre signaler enn i boksen – rotten mister kontroll på tiden. Sugar mener at rotten trolig bruker omgivelser og oppgaver for å holde orden på tid og at repetitivt arbeid gjør det vanskelig.

Resultatet av forskningen er forståelse om hvordan hjernen registrerer subjektiv tid. Nervecellenes totale aktivitet utgjør en tidssignatur: En helhetlig oppfattelse av hvor i tiden man befinner seg.

– Det er to hovedfunn. Det ene er at vi holder rede på tiden, og det andre er at det tidssignalet forandres ut fra hva vi opplever, sier Sugar.

Hva nå da?

Veien videre innebærer blant annet forskning på tidssansens finere mekanismer.

– Nå har vi begynt noen nye forsøk der vi skal prøve å manipulere tidssansen litt og se hva slags effekt vi får av det. Vi har beskrevet den, men vi har ikke gjort noen intervensjoner enda, forklarer Sugar.

Han gleder seg til diskusjonene rundt funnene.

– Jeg tror det er flere andre måter å tolke det på, og jeg tror folk kommer til å diskutere om vår tolkning er riktig eller ikke.

Kaplan mener også forskningen er viktig for framtiden i nevrovitenskap.

– Disse funnene hjelper oss å begripe hvordan hjernen forstår og husker tid. På grunn av dette kan nevrovitenskap nå lettere utforske viktigheten av hjernens temporale prosessering av tid. Neste steg vil være å oversette rottens aktivitetsmønstre til mennesker slik at vi kan forstå hvordan vi husker og prosesserer denne informasjonen, sier han.

Kampen mot Alzheimers

Det ultimate målet for forskningen er forståelse av hvordan vi opplever tid, ikke bare som friske mennesker, men også som syke.

– Funnene kan gi oss en bedre forståelse av hjernens generelle behandling av minner. Følgelig kan vi bedre fatte patofysiologien ved sykdommer som påvirker hukommelsen, som for eksempel Alzheimers, sier Kaplan.

Forsker Jacob Bellmund ved Kavliinstituttet for nevrovitenskap mener også at funnene kan ha mye å si for forskning på sykdommer som påvirker minnet.

– Dette videreutvikler vår forståelse om hvordan hjernen forstår tid. I lengden kan den kunnskapen også benyttes til å forstå tap av hjernefunksjon ved sykdommer som Alzheimers. Spesielt fordi disse funnene angår entorhinal cortex, som er der Alzheimers trolig starter, forklarer han.

Han fortsetter med å påpeke at minner, og derfor også lagring av minner, påvirker våre atferdsmønstre.

– Det er et spørsmål for framtidige forskere spesifikt hvordan slike tidssignaturer kan kombineres med informasjon om hvor noe skjer for å skape komplette minner med hva, hvor og når, sier Bellmund.