Wie Menschen im Raum navigieren

Menschen navigieren in einer Umgebung und erinnern sich später an Orte, wobei Nervenzellen Richtungen und Entfernungen relativ zum navigierenden Organismus kodieren. Kunz et al. (2021) entdecken einen neuen Zelltyp im Gehirn und fanden Hinweise, wie er an Navigation und Gedächtnis beteiligt ist. Um die zellulären Mechanismen zu untersuchen, zeichnete man im Gehirn die Aktivität von mehr als tausend Neuronen bei Probanden und Probandinnen eines Epilepsiezentrums auf, denen für diagnostische Zwecke Elektroden implantiert worden waren. Die Probanden und Probandinnen lösten Aufgaben am Computer, die ihre Fähigkeit überprüften, durch virtuelle Umgebungen zu navigieren und sich räumlich zu erinnern. Man konnte dabei zeigen, dass dabei egozentrierte Richtungszellen aktiviert werden, die besonders häufig im parahippocampalen Cortex zu finden waren. Frühere Studien hatten gezeigt, dass Menschen mit Schäden in dieser Hirnregion Probleme bei der räumlichen Orientierung haben. Die Ergebnisse der Untersuchungen zeigten, dass die Aktivierung der egozentrischen Richtungszellen davon anhängt, ob bestimmte Aspekte der virtuellen Umgebungen vor, hinter, rechts oder links der Patient*innen positioniert waren. Egozentrierte Richtungszellen kodieren also räumliche Informationen in einem Koordinatensystem, das auf die navigierende Person zentriert ist, was vermutlich im Alltag wichtig ist, wenn sich Menschen in ihrer Umgebung orientieren und auf geplanten Routen navigieren. Ebenfalls untersuchte man die Aktivität dieser egozentrierten Speicherzellen während die Probanden und Probandinnen versuchten, sich an die Standorte von Objekten in der virtuellen Umgebung zu erinnern, und tatsächlich wurden die Nervenzellen während des erfolgreichen Gedächtnisabrufs reaktiviert, was darauf hindeutet, dass diese Teil der neuronalen Basis für das menschliche Gedächtnis sind.

Literatur

Kunz, Lukas, Brandt, Armin, Reinacher, Peter C., Staresina, Bernhard P., Reifenstein, Eric T., Weidemann, Christoph T., Herweg, Nora A., Patel, Ansh, Tsitsiklis, Melina, Kempter, Richard, Kahana, Michael J., Schulze-Bonhage, Andreas, Jacobs, Joshua (2021). A neural code for egocentric spatial maps in the human medial temporal lobe. Neuron, doi:0.1016/j.neuron.2021.06.019.

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