Нейроанатомічні основи просторової пам’яті
Основними структурами мозку, що беруть участь у процесах просторової пам’яті, є гіпокамп, енторинальна кора, пресубікулум, ретроспленіальна кора та пов’язані з ними зони скроневої частки. Особливу роль у просторовій навігації відіграє гіпокамп, який забезпечує кодування та збереження просторових репрезентацій. Пошкодження гіпокампа, як доведено в експериментах на тваринах, призводить до серйозного порушення здатності до орієнтації та навігації.
Функціональні типи нейронів
Клітини місця (place cells)
Ці нейрони розташовані в гіпокампі та активуються, коли тварина знаходиться в певному місці середовища. Кожна клітина має зону, де її активність зростає. Разом вони формують карту простору, що дозволяє тварині ідентифікувати власне положення.
Клітини напрямку руху голови (head direction cells)
Ці клітини виявляють кутовий напрямок голови незалежно від місцезнаходження тіла. Вони виявлені в енторинальній корі, пресубікулумі та інших структурах і є важливими для підтримання орієнтації у просторі.
Сітчасті клітини (grid cells)
Розташовані переважно в медіальній енторинальній корі, ці клітини мають унікальну властивість активуватися у кількох точках, що утворюють гексагональну решітку, яка покриває все середовище. Така система забезпечує механізм внутрішнього відліку відстані та інтеграції пройденого шляху.
Граничні клітини (boundary cells)
Ці нейрони активуються на певній відстані від меж середовища (наприклад, стін), забезпечуючи додаткову інформацію для просторової локалізації.
Механізми інтеграції просторової інформації
Інтеграція інформації від різних типів клітин дозволяє формувати внутрішню когнітивну карту простору. Сигнали від граничних клітин допомагають модулювати активність клітин місця, тоді як сітчасті клітини забезпечують стабільність цієї карти незалежно від зовнішніх сенсорних сигналів. Разом ці нейронні системи дозволяють як точне позиціонування в просторі, так і планування траєкторій руху.
Методологія дослідження
Основні дані про просторову пам’ять отримано за допомогою лабораторних експериментів із гризунами, які досліджували лабіринти. Ці моделі дозволяють оцінити, як тварини запам’ятовують розташування об’єктів і навчаються знаходити винагороди. Застосування електрофізіологічних методів дозволило дослідити активацію окремих нейронів у реальному часі. Нейровізуалізаційні дослідження (МРТ, ПЕТ) також підтверджують залучення гіпокампу до просторової пам’яті у людини.
Клінічне значення
Порушення просторової пам’яті часто спостерігаються при ураженнях гіпокампу, хворобі Альцгеймера, епілепсії, черепно-мозкових травмах. Дослідження механізмів просторової пам’яті сприяє розробці терапевтичних підходів для реабілітації пацієнтів з когнітивними порушеннями.
Просторова пам’ять є складною багаторівневою функцією мозку, яка забезпечується злагодженою роботою кількох типів нейронів у гіпокампі та суміжних структурах. Розуміння нейробіологічних основ цієї пам’яті має важливе значення не лише для базової науки, а й для клінічної практики, зокрема в діагностиці та лікуванні нейродегенеративних захворювань.
Іван Гудзенко
