دانشگاه Stanford: پیش از این با کشف grid cell (سلول های شبکهای) پیچیدگی جهتیابی در مغز تا حدودی مشخص شده بود؛ حال تحقیقات جدید نمایانگر پیچیدگی و گستردگی به مراتب بیشتر این سیستم است.
همانند یک راننده در حال رانندگی، مغز نیازمند لوازم مسیریابی برای رسیدن به مقصد خود میباشد. تشبیه مغز به یک راننده بیاساس نیست چرا که محققان به این نتیجه رسیده اند که نورونهای مغزی شباهت بالایی به سرعت سنجها، قطب نماها، GPSها و حتی دستگاه هشداردهندهی برخورد دارند.
بر اساس گزارش محققان دانشگاه استنفورد درحالی که بسیاری از نورونهای مغز در فرایند مسیریابی به مانند سرعت سنج و قطب نما عمل میکنند، دستهای دیگر انعطافپذیری بیشتری از خود نشان میدهند؛ طوریکه مجموعه مسیریابیهای متنوعی را به صورت مخلوطی پویا در خود رمزگردانی میکنند، به مانند قطب نمایی که در مسیر رفتن به پایین شهر به یک GPS تبدیل میشود.
به گفته لیسا جیوکومو یکی از اعضای موسسه علوم اعصاب استنفورد این دستاورد میتواند دیدگاه ما به نحوه مسیریابی مغز را تغییر دهد و یا شاید بسیاری از فرضیات پایه راجع به نحوه فعالیت نورونها را به چالش بکشد.
در سال 2014 لیسا جیوکومو و سوریا گانگولی استادیار فیزیک کاربردی، پروژهای را به منظور بررسی دقیقتر سیستم مسیریابی مغز آغاز کردند. در همان سال نوبل پزشکی به کاشفان سلولهای شبکهای (grid cell) اعطا شد؛ این نورونهای تخصصیافته به حیوانات کمک میکنند که موقعیت خود را در محیط تشخیص دهند و بعنوانGPS مغزی شناخته میشوند.
اما در این میان مشکلاتی پدیدار شد: در حالیکه بعضی نورونها طبق شیوهای که پیشبینی میشد رفتار میکردند، اما بسیاری از نورونها سیگنالهای ناواضح و ممکنالخطایی را ایجاد میکردند. پرسشی که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده بود این بود که "آیا در مغز راهی برای تصحیح این اشتباهات وجود دارد؟"
پاسخ این سوال منجر به کشف "سلولهای کرانی" شد؛ سلولهایی که در هنگام نزدیک شدن به دیوار یا هر مانع دیگری تحریک شده و تولید پیام میکنند. محققان با زیرنظرگرفتن این سلولها در موش وقتی درون جعبهای حرکت میکرد به این نتیجه رسیدند که آنها برروی grid cellها اثر تصحیحی دارند.
این دستاورد درسال 2015 عمومی شد و درحد خود بسیار حائز اهمیت بود؛ چرا که تا قبل از آن کسی راجع به اینکه چگونه در مسافتهای طولانی grid cellها بدون هیچگونه خطایی قادر به مسیریابی هستند، چیزی نمیدانست. با این وجود موضوع هیجانانگیزتری همچنان مخفی مانده بود.
گردش به چپ
این گروه تحقیقاتی، در پی یافتن سایر عملکرد های سلول های کرانهای متوجه شدند که تنها درصد بسیار پایینی از نورونهای دخیل در فرآیند مسیریابی در تقسیمبندی سلولهای مسیریاب قرار میگیرند.
این در حالی است که بسیاری از نورونها توانایی اجرای گسترهای از امور مسیریابی را داشتند. برای مثال بیشتر grid cellها توانایی سنجیدن سرعت را داشتند یا مثلا سلولهای سرعت سنج ویژگیهای عجیبی داشتند؛ برخی از آنها سرعت موش در حرکات سریع و اهسته را گزارش میکردند اما سرعت متوسط را نه.
گذشته از همه این موضوعات، دسته بندی کردن نورونها در قالبهای مختلف و مشخص کردن وظیفهی دقیق مشکل بود، چرا که همیشه هر یک نسبت به دیگر نورون شبیه خود تفاوتهایی داشت.
درک متفاوت نورونها از فضا
جیوکومو معتقد است که هیچ یک از مدلهای ریاضی حاضر نمیتواند مدل ریاضیاتی مناسبی از سیستم مسیریابی مغز نیست.
گانگولی نیز باور دارد که مغز الزاما متغیرهایی را که در دنیای کنونی برای جهتیابی استفاده میکنیم –مانند قطبنما، سرعتسنج- به کار نمیگیرد و درکی متفاوت از فضا و مکان دارد.