Viten

Stedsansen var et stort mysterium. Helt til forskerne fant et kart i hjernen.

Mennesker som lever tett på naturen, kan ofte finne veien uten kart og kompass. Hvordan de gjør det, har vært en av vitenskapens største gåter.

Vitenskapsfolk har måttet ty til det overnaturlige for å forklare hvordan reindriftsnomader og urinnvånere finner veien. Helt til forskere fant et kart i hjernen.

  • Unni Eikeseth
    Universitetslektor i naturfag ved Institutt for lærerutdanning, NTNU
Viten er Aftenpostens satsing på forskning og vitenskap, der forskere og fagfolk fra hele landet bidrar med artikler.

Vi var et team fra NRK som var på jobb i 2004 for å følge to reindriftssamer som ledet reinsdyrflokken sin fra vinterbeite til sommerbeite, da snøstormen brått kom over oss ved lunsjtider.

Plutselig var alt hvitt rundt oss, og vi så hverken fjellene eller reinsdyrflokken lenger. Etter en rask rådslagning ble det bestemt at en av reineierne skulle føre oss tilbake. Vi pakket sammen kameraet og utstyret vårt i en fei og hev oss på snøscooterne etter ham.

Ryggen foran meg tok av og til mot venstre, innimellom mot høyre. Av og til stoppet guiden, reiste seg halvt opp på snøscooteren og så seg rundt i snøføyka, før han fortsatte. Hva så han etter? Jeg vet ikke hvor lenge vi fortsatte på samme måten, men plutselig var vi tilbake ved parkeringsplassen der vi hadde parkert samme morgen.

I bilen på vei hjem igjen undret jeg meg: Hvordan kunne guiden vår ha gjenkjent noe som helst av landskapet og skjønt hvor vi var i det tette snødrevet? Hadde han en slags sjette sans?

Unni Eikeseth, Universitetslektor i naturfag ved Institutt for lærerutdanning, Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet, NTNU. Forfatter av boken «Jakten på stedsansen».

En av de store gåtene

Å finne hjem igjen er helt grunnleggende for å overleve. Men hvordan vi gjør det har vært en av de store gåtene i vitenskapen. I møte med mennesker som lever tett på naturen har ellers nøkterne vitenskapsfolk vært tilbøyelige til å ty til overnaturlige forklaringer.

Den fascinerende orienteringsevnen til reindriftsnomader, nordamerikanske inuiter, mikronesiske sjøfolk og australske urinnvånere har gjerne blitt forklart med en slags dyrisk sans.

Antropologer har historisk sett delt seg i to leirer i synet på hvordan vi finner frem, ifølge oversiktsartikkelen «Finding the Way» av Istomin og Dwyer (2009). Den ene gruppen har ment at mennesker har med seg et mentalt kart over omgivelsene i sin egen hjerne, en indre representasjon av hvor gjenstander ute i verden er plassert i forhold til hverandre.

Den andre gruppen har i stedet ment at det å finne frem handler om en slags praktisk erfaring, der man memorerer en rute som en rekke «vistas» eller utsikter som er bundet sammen med noen transportetapper.

Tilhengerne av den siste teorien har kunnet vise til at urinnvånere i mange deler av verden ofte tegner reiseruter i form av linjer når de blir bedt om å lage kart.

  • Hjernen din gjør deg til den du er

Benytter himmelretningene

Om mennesker i tillegg bruker et indre kart var langt vanskeligere å finne beviser for, helt til vestlige språkforskere begynte å studere språket til guugu yimithirr-folket i Queensland i Australia på 1990-tallet.

I stedet for å bruke den «vanlige», vestlige måten å beskrive retninger på som relativt til fortelleren (til høyre eller venstre, bak eller foran) viste det seg at de mye oftere forholdt seg til himmelretningene.

En person som snakket guugu yimithirr kunne for eksempel gi beskjed til en annen om å hoppe ut av kanoen mot øst, eller om å flytte seg litt sørover i bilsetet. I tester kunne de også svært presist peke ut retningen til steder langt borte, også steder de ikke selv hadde besøkt. Etter denne overraskende oppdagelsen lette språkforskere verden rundt og fant etter hvert flere språk med lignende trekk spredt omkring i verden.

I møte med stedsansen hos urfolk, som nordamerikanske inuitter, sto vitenskapen lenge uten forklaringer. Her et bilde fra Noatak i Alaska (1929).

Mennesker som bruker himmelretningene i dagligtalen på denne måten, vet hele tiden hvor nord, sør, øst og vest er, og de vet også hvor de selv er i forhold til landemerker eller gjenstander som de skal referere til.

De vet det til alle døgnets tider, og de trenger ikke noe kompass for å klare det. Forskere var enige om at det ikke kunne bety noe annet enn at mennesker må ha et indre kart. Men hvor var det?

Elektroder i hjernen

Et hint hadde alt kommet på 70-tallet, i et laboratorium i London. På denne tiden var teknologien kommet så langt at forskere kunne operere inn mikrotynne elektroder i hjernen til rotter og lytte til hjernecellene deres. Formålet var å forstå grunnleggende hjernefunksjoner som sannsynligvis fungerer likt hos både rotter og mennesker.

Med hjelp av slike implanterte elektroder oppdaget nevroviteren John O’Keefe i 1971 en celletype i hjernens hukommelsessenter, hippocampus, som så ut til å være en stedsdetektor. Cellen reagerte hver gang rotten var på et bestemt sted i rommet, og ingen andre steder enn dette. O’Keefe kalte celletypen plassceller. Han så eksistensen deres som et bevis for at det virkelig fantes et indre kart.

Noen celler som gjenkjenner sted kan likevel ikke hjelpe hverken rotter eller mennesker til å finne veien i tett snøføyk på fjellet eller gjennom en australsk ørken.

Man trenger også en avstandsmåler, et kompass, og et mål for hvor fort en beveger seg. Etter oppdagelsen av plasscellene gikk tiårene uten at man kom særlig mye nærmere i å forklare stedsans hos rotter og mennesker

Forskningsmiljøet i Trondheim fulgte nervecellekoblingene som ledet inn til plasscellene i rottehjerner. Det var et vendepunkt i jakten på stedsansen.

Fascinerende forskningshistorie

Vendepunktet kom i 2004, i forskningsgruppen til Edvard Moser og May-Britt Moser ved Norges teknisk-naturvitenskapelige universitet (NTNU) i Trondheim. De fulgte nervecellekoblingene som ledet inn til plasscellene i rottehjerner. Sporene ledet dem til en liten hjernestruktur som ligger inntil hippocampus: entorhinalkorteks.

Det som skjedde videre er en fascinerende forskningshistorie om flaks, kløkt og kreativitet. I dette hjerneområdet fant de hjerneceller som «rutet opp» omgivelsene i et sekskantet, heksagonalt, mønster. Cellene som fikk navnet gittercellene, var koordinatsystemet og målestokken i det indre kartet.

I løpet av de neste ti årene fant forskergruppen i Trondheim alle de nødvendige delene av det indre kartet, inkludert celletyper som fungerer som kompass og speedometer.

Rotter og mennesker er pattedyr, og hjernen vår har utviklet seg fra det samme utgangspunktet. Gittercellene er alt funnet i menneskehjernen, og mest sannsynlig vil de andre celletypene også blir funnet i hjernen vår.

May-Britt Moser og Edvard Moser fikk i 2014 den første norske nobelprisen i medisin for sin oppdagelse av gitterceller i hjernen som fungerer som et indre kart.

Det betyr at mens vi går omkring tikker celler i hjernen vår ustanselig og legger ut koordinater over landskapet vi går gjennom, holder orden på hvilken retning vi går, og registrerer hvor fort vi beveger oss. Og innimellom fester hjernen merkelapper på bestemte steder, slik at vi kan hente stedene frem igjen i hukommelsen.

Selv om det fortsatt er mye vi ikke vet om hvordan stedsansen fungerer, trenger vi ikke lenger ty til det overnaturlige når vi skal forklare naturmenneskers utrolige stedsans.

Magien har i stedet vist seg å skjule seg dypt inne i hjernen vår i form av nerveceller som hjelper både rotter og mennesker med å vite hvor vi er.

Unni Eikeseth er forfatter av boken Jakten på stedsansen (2018).

Kilder:

Følg Aftenposten Viten på Facebook og Twitter!

Les mer om

  1. Viten
  2. Hjerneforskning
  3. Forskning og vitenskap