Nya hjärnkartor utmanar traditionella beskrivningar av hjärnan
I mer än ett sekel har kartor av hjärnan baserats på hur vävnaden ser ut under mikroskop. Dessa anatomiska kartor delar upp hjärnan i regioner utifrån strukturella variationer i vävnaden. Men speglar dessa indelningar verkligen hur hjärnan fungerar? En ny studie på möss från Karolinska Institutet, publicerad i Nature Neuroscience, tyder på att så ofta inte är fallet.
Genom att beskriva hjärnan utifrån nervcellernas elektriska aktivitet, har forskarna hittat ett nytt sätt att förstå den funktionella organisationen av prefrontalkortex, den hjärnregion som ansvarar för planering, beslutsfattande och andra avancerade kognitiva funktioner.
– Med tanke på att avvikelser i prefrontalkortex funktion har kopplats till praktiskt taget alla psykiska sjukdomar vet man förvånansvärt lite om hur denna region fungerar, säger Marie Carlén, professor vid institutionen för neurovetenskap vid Karolinska Institutet.
Stämde inte överens med tidigare kartor
Hennes forskargrupp registrerade och analyserade aktiviteten hos mer än 24 000 nervceller i vakna möss och skapade de första aktivitetsbaserade kartorna över prefrontalkortex. Kartorna över nervcellernas spontana och kognitionsrelaterade aktivitet stämde inte överens med de traditionella, vävnadsbaserade kartorna.
– Våra resultat utmanar det traditionella sättet att definiera hjärnregioner och har stor betydelse för hur hjärnans organisation kan utforskas, säger Marie Carlén.
Forskarna fann att nervcellernas aktivitetsmönster återspeglade hierarkin i hjärnans informationsflöde, och inte vävnadsstrukturen. Nervceller med långsam, regelbunden aktivitet visade sig vara karaktäristiskt för prefrontalkortex, som sitter högst upp i hierarkin. Samma aktivitetsmönster utmärkte även områden högst upp i prefrontalkortex egna hierarki. Långsam, regelbunden aktivitet anses känneteckna integrering av informationsflöden, en process som är central för kognitiva funktioner som planering och resonemang.
Nervcellers olika aktivitetsmönster samverkar
Carlén och hennes kollegor upptäckte att nervceller som är involverade i beslutsfattande var koncentrerade i områden högt i den prefrontala hierarkin. Överraskande så karaktäriserades dessa nervceller av mycket snabba aktivitetsmönster.
– Detta tyder på att kognitiva processer bygger på lokala interaktioner mellan nervceller med komplementerande aktivitetsmönster. Vissa nervceller verkar specialiserade på integration av informationsflöden och andra har hög spontan aktivitet som passar snabb och flexibel kodning av information, till exempel information som behövs för att fatta ett specifikt beslut, säger Marie Carlén.
Studien finansierades bland annat av Knut och Alice Wallenbergs Stiftelse, Wenner-Gren-stiftelsen, och Hjärnfonden.
Publikation
“A prefrontal cortex map based on single-neuron activity”, Pierre Le Merre, Katharina Heining, Marina Slashcheva, Felix Jung, Eleni Moysiadou, Nicolas Guyon, Ram Yahya, Hyunsoo Park, Fredrik Wernstal, Marie Carlén, Nature Neuroscience, online 20 januari 2026, doi: 10.1038/s41593-025-02190-z.