– NÅ ER DET BARE å brette opp ermene, tenker May-Britt Moser.Det er høsten 1996. Sammen med ektemannen Edvard står hun i et bomberom på Lade i Trondheim. Her skal de bygge laboratoriet sitt. Med seg har de hver sin ferske doktorgrad.Helt siden studiedagene på psykologisk institutt ved Universitetet i Oslo har de visst at det er det biologiske aspektet ved psykologien de ønsker å jobbe med. Hvordan fungerer nervecellene i hjernen? Hvordan blir små signaler i cellene til adferden vår?Andre forskere hadde allerede funnet ut at mange av hjernens nerveceller har svært spesialiserte arbeidsoppgaver. Noen avgir signaler når vi ser en bestemt farge, andre fyrer løs om et bilde av Marilyn Monroe dukker opp. Det hele kulminerte i uttrykket bestemorsceller: Ideen om at det finnes en celle i hjernen som representerer hvert eneste inntrykk, hvert begrep, hver person – hver bestemor. Men ekspertene innså snart at denne teorien var usannsynlig. Det er så mange inntrykk i verden at man neppe har nok celler til å uttrykke alt. I stedet erkjente de at både bestemor og Mallorca – personer, steder, inntrykk – er resultatet av et samarbeid mellom tusenvis av nerveceller.

Utlandet best.

Det er dette samarbeidet ekteparet Moser ønsker å se nærmere på, mye nærmere. Men med 100 milliarder nerveceller, hver med 10 000 koblinger til andre celler, er det ikke enkelt å vite hvor man skal begynne. Det mest gunstige er kanskje å begynne i USA, eller i London, der Moserne allerede har tilbrakt noen korte måneder etter fullføring av doktorgradene, og der nevrovitenskap er langt større enn i Norge.Og det er utlandet som er planen, helt til en professor ved Universitetet i Oslo oppfordrer dem til å søke en stilling i Trondheim. Men det er altså bare én stilling som er lyst ut, og det er ikke nok. De må ha to. Dessuten må de få bygge seg et laboratorium. Store krav fra ferske forskere, mener nok noen, blant dem Edvard og May-Britt. De er forberedt på et avslag. Men NTNU sier ja.Fordi det nye psykologistudiet ennå er i støpeskjeen, finnes midler som kan omrokkeres. Ledelsen ved Psykologisk institutt ser to store talenter, og innser at de må gi dem det de vil ha. Ellers vil andre helt sikkert stå klare med tilbud til ekteparet Moser, som har utmerkede papirer og får meget gode skussmål fra sine mentorer i Oslo. Dermed ender Edvard og May-Britt opp i et ledig bomberom i Trondheim, ikke på et universitet i et annet land. Her skal et av verdens fremste forskningssentre innen nevrovitenskap vokse frem, NTNUs Senter for hukommelsesbiologi. Her skal hemmeligheter ved hukommelsen vår avsløres. Det første som trengs, er rotter.

Alt for rottene.

– Er de ikke utrolig søte? May-Britt løfter en 700 gram tung hannrotte ved navn Emma (!) ut av buret, holder den opp foran ansiktet og lager kyssetrut. Man skal være usedvanlig glad i dyr for å forske på levende hjerner, det er et viktig kriterium for dem som søker jobb her. God forskning krever fornøyde rotter, så de blir kjælt med daglig, de boltrer seg i leker og har et eget rekreasjonsområde.Emma er ikke et av forskningsdyrene, men han bor sammen med en hel gjeng artsfrender som legger grunnlaget for alt arbeid her. Laben er flyttet til nye lokaler nær St. Olavs Hospital i Trondheim. Rottene bor i kjelleren. I noen bur står hvite vokterrotter som kontrolleres jevnlig av en veterinær, slik at eventuelle sykdommer skal oppdages og lukes ut. En gang måtte hele rottestaben avlives på grunn av et sykdomsfremkallende virus, og arbeidet ble satt et halvt år tilbake. Det er dyrt. En enkelt rotte koster opp mot 500 kroner. Et halvt års arbeid med hjerneforskning er det vanskelig å måle verdien av.I et bur litt bortenfor Emma leker en rotte som bærer en slags tenkehette. Konstruksjonen er festet til hodet hennes med hudfarget plastmasse, og gjennom et mikroskopisk hull i skallen går en syltynn tråd som består av åtte elektroder. Disse henter signaler fra enkelte hjerneceller, slik at forskerne kan lese deler av tankene hennes.

Stedsansen.

I et dunkelt rom noen etasjer opp viser forsker Rosamund Langston hvordan det fungerer. Hun plasserer rotte 12975, en 41 dager gammel hann, i en svart boks og lar ham vandre rundt. Hver gang han er i et bestemt hjørne, dukker signaler opp på skjermen til Langston. De stammer fra én bestemt celle. En høyttaler knyttet til datamaskinen knitrer som en glovarm popcorngryte og avgir signalene enda tydeligere.– Målet med forsøket, forteller Langston, er å undersøke om vår evne til å finne frem i terrenget er medfødt eller om den utvikles over tid.Dette er nok et skritt i utforskningen av stedsansen vår.De første cellene som reagerte på et bestemt sted, som et rom, fant forskere i en hjernestruktur ved navn hippocampus. Og det var her Edvard og May-Britt begynte jakten på nye funn. Den gjengse ideen var at stedcellene oppstår i hippocampus, men Mosernes forskning viste at det ikke kunne være tilfellet. Signalene som ga respons på bestemte steder måtte komme utenfra, og utenfra i denne delen i hjernen betyr en struktur som kalles entorhinal cortex. Forskerne flyttet elektrodene til celler i entorhinal cortex, slapp rottene løs i sine labyrintbokser, og begynte jakten på signaler. De fant celler som reagerte på steder, og snart så de en merkelig regelmessighet. Hver gang rottene var på tre-fire bestemte punkter i labyrinten dukket signalene opp på skjermen, og det sprakte i høyttaleren. Og punktene var besynderlig jevnt plassert.Men mønsteret var ikke tydelig nok, det trengtes flere punkter. I ettertid forstår Edvard at det høres enkelt ut, men veien til løsningen var lang, hver dataanalyse var krevende, hver rotteoperasjon et betydelig presisjonsarbeid. Noen mikrometers feilberegning mens man sakte skrur elektrodene ned i en hjerne, og målecellen passeres eller gir et altfor svakt signal.

Større bane.

Løsningen for å få nok punkter var rett og slett å utvide rotteboksene. Der gnagerne før hadde tasset rundt på én ganger én meter, fikk de nå større plass å boltre seg på. Snart strente de nedover en 18 meter lang løpebane. Og omsider var resultatene tydelige: Ved hjelp av stedcellene lager hjernen et kart over det området den befinner seg i, hver celle dekker et visst område i kartet, som kan brukes overalt, også i helt ukjent terreng.Funnet er viktig for Alzheimerforskningen. Et av de første tegnene på demens er at man mister evnen til å finne veien. Stedsansen svekkes. Når man nå vet hvor viktige deler av denne sansen ligger, kan legene etter hvert utnytte dette. Mistenker de demens, kan de undersøke om pasienten har svekkelser i hjernevevet der stedsansen ligger. Dette gir mulighet til å stille en tidlig diagnose. Og dermed til å bremse utviklingen av sykdommen. Man kan tenke seg stedcellene i vårt indre kart som kryssene i et rutenett eller gitter. Dermed har de fått navnet gitterceller. Funnet av gittercellene, og dermed stedsansen, var en langsom aha-opplevelse for de fem forskerne som jobbet med det: May-Britt, Edvard og tre av studentene deres. Internasjonalt vakte funnet oppstandelse. Hjernens funksjoner er fortsatt lite utforsket, og et så konkret funn som et indre kart, er ikke dagligdags. Så oppsiktsvekkende var det, at mange tvilte på om det kunne stemme. – Folk var i ekstase, men det kom hele tiden spørsmål om dette var et fenomen som bare fantes i Trondheim, forteller May-Britt.

Også på mennesker.

Men forskere i andre land fant også snart gitterceller hos dyr. Nå leter flere grupper etter de samme cellene hos mennesker. Målingene utføres på samme måte som på rottene, men med et helt annet formål som utgangspunkt. Når epileptikere opereres, bruker legene iblant elektroder for å måle aktiviteten i og rundt hippocampus, og ved hjelp av data fra slike operasjoner har forskere allerede funnet stedceller. Nå står gitterceller for tur. De delene av hjernen som rommer stedsansen, er svært like hos alle pattedyr, så sannsynligheten for at også vi har et indre kartsystem bygget opp av gitterceller, er mer enn stor.Mens andre etterprøvde funnet av gitterceller, lette ekspertene ved Senter for hukommelsesbiologi videre. De fant kompassceller som registrerer i hvilken retning hodet peker, og nylig – grenseceller som registrerer hvor det fysiske miljøet rundt oss begynner og slutter, for eksempel ved veggene i et rom. I dag teller staben ved senteret flere enn 50, og de er ett av 13 norske Sentre for fremragende forskning. Store forskernavn fra utlandet trekker til Trondheim for å bli med på eventyret. Andre mumler om at det kanskje bør vurderes en nobelpris.

I godt lag.

Som det første i Norden fikk senteret i fjor status som Kavliinstitutt, med midler «til evig tid».

Les også:
Den nye Nobel - intervju med Fred Kavli

NTNU og Kunnskapsdepartementet ble med på et spleiselag, og dermed utgjør midlene syv millioner kroner i året. Det er en nokså liten del av budsjettet, men posten gir rom for ekstra fleksibilitet, og utmerkelsen gir en naturlig arena for møte med andre sterke fagmiljøer. Verdens andre tre Kavliinstitutter for nevrovitenskap finnes på Columbia University, University of California og Yale.

Skål!

Nedover gangen skritter en ung dame med en bøtte halvfull av is. Antagelig er hun på vei til et av laboratoriene. Men det er heller ikke helt usannsynlig at hun kan være på vei for å legge magnumflaskene med musserende vin til kjøling. Feiringene kommer så tett her at de må slås sammen.I dag er det to store begivenheter som skal beskåles. Forskerne som står bak funnet av grensecellene har fått artikkelen sin antatt av forskningsmagasinet Science. Og forsker Ayumu Tashiro har fått et stort forskningsstipend fra den Europeiske vitenskapskomiteen, slik at han kan bygge opp et viruslaboratorium.– Det er her fremtiden ligger, mener Edvard Moser.Virus kan sendes inn i kroppen, feste seg til helt bestemte celler og overføre ønskede gener til dem. Og disse genene kan brukes for å finne ut når en celletype kommuniserer med andre celler. En gittercelle vil for eksempel være aktiv idet rotten den tilhører, kommer til akkurat denne cellens punkt på kartet.Nå vet man jo allerede litt om hvilken funksjon gittercellene har, men kartleggingen av stedsansen kan være en modell for videre forskning. For hjernen er full av celler vi ikke kjenner funksjonen til. Om man klarer å måle i hvilke situasjoner bestemte celletyper er aktive, kan man også si noe om hva slags adferd disse cellene bidrar til. Hjelper den oss til å holde balansen? Bidrar den til korttidshukommelsen?Virusteknologien kan også gi forskerne mulighet til å justere aktiviteten i en nervecelle. Skrur man aktiviteten helt ned, kan man se hva hjernen kan og ikke kan klare uten denne typen celler. Skrur man av aktiviteten i gittercellene, vil rottene antagelig bli helt stedsforvirret.Både demens og sykdommer som Parkinson og Huntington oppstår når visse typer hjerneceller slutter å fungere. Men virusmetoden kan åpne nye muligheter: Hvis man vet nøyaktig hva en cellegruppe jobber med, kan man hjelpe gruppen til å jobbe optimalt. Kanskje kan man til og med sette dem i sving igjen. I Trondheim er viruslaboratoriet neste kapittel i historien til Senter for hukommelsesbiologi. De ansatte har nettopp skålt det velkommen, resultatene ligger mange år inn i fremtiden. Men om de nye metodene slår til, vil ikke forskergruppen bare kunne gi oss flere detaljer om vårt eget indre kart. De kan gi oss et detaljert kart over deler av vår egen hjerne. På lang sikt kan nevrovitenskapen kanskje gi oss enda mer: Muligheten til å rette opp når hjernen ikke fungerer som den skal. Les flere saker fra A-magasinet på amagasinet.no