Αντιλαμβάνονται τα κατοικίδιά μας το πέρασμα του χρόνου;

«Γνωρίζει ο σκύλος σας ότι σας πήρε το διπλάσιο χρόνο για να του βάλετε φαγητό σε σχέση με χθες; Προηγουμένως, δεν υπήρχε καλή απάντηση σε αυτή την ερώτηση», αναφέρει ο Daniel Dombeck, αναπληρωτής καθηγητής νευροβιολογίας στο Northwestern's Weinberg College of Arts and Sciences και επικεφαλής της σχετικής έρευνας. «Αυτό είναι ένα από πιο πειστικά πειράματα που έγιναν και το οποίο δείχνει ότι τα ζώα έχουν πράγματι μια εκπληκτική αναπαράσταση του χρόνου στον εγκέφαλό τους, όταν πρόκειται να υπολογίσουν ένα χρονικό διάστημα».

Η ομάδα του Dombeck κατά την οργάνωση του πειράματος εστίασε στο τμήμα εκείνο του εγκεφάλου που συνδέεται με τη μνήμη και τον προσανατολισμό. Καθώς αυτό το τμήμα του εγκεφάλου κωδικοποιεί χωρική πληροφορία σε επεισόδια μνήμης, ο Dombeck υπέθεσε ότι θα μπορούσε επίσης να είναι υπεύθυνο για την κωδικοποίηση του χρόνου.

Όπως επισημαίνει ο μεταδιδακτορικός ερευνητής του Dombeck, James Heys, σε κάθε επεισόδιο μνήμης έχουμε δύο κεντρικά χαρακτηριστικά, τον χώρο και τον χρόνο. Τα επεισόδια συμβαίνουν σε ένα συγκεκριμένο περιβάλλον που διαρκώς δομείται στον χρόνο.

Για να ελέγξουν την υπόθεσή τους, οι Dombeck και Heys οργάνωσαν ένα πείραμα που ονομάζεται εικονικό «σταμάτημα πόρτας» έργο. Στο πείραμα, ένα ποντίκι τρέχει σε έναν φυσικό διάδρομο αλλά σε περιβάλλον εικονικής πραγματικότητας. Το ποντίκι μαθαίνει να τρέχει σε έναν διάδρομο μέχρι μια πόρτα που βρίσκεται λίγο πιο κάτω. Μετά από έξι δευτερόλεπτα, η πόρτα ανοίγει, επιτρέποντας στο ποντίκι να συνεχίσει την πορεία του και να λάβει την αμοιβή του.

Μετά από αρκετές επαναλήψεις, οι ερευνητές έκαναν αόρατη την πόρτα. Στο νέο σενάριο, το ποντίκι εξακολουθεί να γνωρίζει πού βρισκόταν η τώρα αόρατη «πόρτα», με βάση την αλλαγή των σχημάτων του πατώματος. Και συνεχίζει να περιμένει έξι δευτερόλεπτα στην «πόρτα» προτού τρέξει στον διάδρομο για να πάρει την αμοιβή του.

«Το βασικό σημείο εδώ είναι ότι το ποντίκι δεν γνωρίζει πότε η πόρτα είναι ανοιχτή ή κλειστή, επειδή είναι αόρατη», αναφέρει ο Heys. «Ο μόνος τρόπος για να επιλύσει σωστά το ζήτημα είναι να χρησιμοποιήσει την εσωτερική του αίσθηση του χρόνου».

Οι ερευνητές πήγαν το πείραμα ένα βήμα παραπέρα, καθώς χρησιμοποίησαν την τεχνολογία για να απεικονίσουν την εγκεφαλική δραστηριότητα του ποντικιού. Χρησιμοποιώντας ένα μικροσκόπιο δύο-φωτονίων, το οποίο δίνει τη δυνατότητα για υψηλής ανάλυσης απεικόνιση του εγκεφάλου, οι Dombeck και Heys παρακολουθούσαν τη λειτουργία των νευρώνων του ποντικιού.

Αυτό που παρατήρησαν ήταν να ενεργοποιούνται τα σημεία που ελέγχουν την κωδικοποίηση του χώρου, καθώς το ζώο έτρεχε για να φτάσει στην αόρατη πόρτα. Στη συνέχεια, όταν το ζώο σταματούσε στην πόρτα, τα σημεία αυτά απενεργοποιούνταν και να ενεργοποιούνται άλλα.

Ο Dombeck επεσήμανε ότι αυτά τα «κύτταρα χρόνου» δεν ενεργοποιούνταν κατά τη διάρκεια του τρεξίματος γενικά, μόνο κατά τη διάρκεια του πειράματος. Όπως είπε: «Όχι μόνο αυτά τα κύτταρα είναι ενεργά κατά τη διάρκεια της στάσης, αλλά στην πραγματικότητα κωδικοποιούν το πόσο χρόνο το ζώο βρίσκεται σε στάση».

Η ανακάλυψη αυτή μπορεί να έχει πολύ χρήσιμες εφαρμογές για την πρώιμη πρόβλεψη του Αλτσχάιμερ. Κι αυτό επειδή, όταν κανείς πάσχει από Αλτσχάιμερ, κυρίως έχει πρόβλημα με την αίσθηση του χρόνου.

Η έρευνα αυτή στηρίχθηκε από τα National Institutes of Health (award number 1R01MH101297), McKnight Foundation και το Chicago Biomedical Consortium.

Πηγή: Science Daily