Cellule GPS nel cervello umano

ABSTRACT: Licensed London taxi drivers show that humans have a remarkable capacity to acquire and use knowledge of a large complex city to navigate within it. Gray matter volume differences in the hippocampus relative to controls have been reported to accompany this expertise. While these gray matter differences could result from using and updating spatial representations, they might instead be influenced by factors such as self-motion, driving experience, and stress. We examined the contribution of these factors by comparing London taxi drivers with London bus drivers, who were matched for driving experience and levels of stress, but differed in that they follow a constrained set of routes. We found that compared with bus drivers, taxi drivers had greater gray matter volume in mid-posterior hippocampi and less volume in anterior hippocampi. Furthermore, years of navigation experience correlated with hippocampal gray matter volume only in taxi drivers, with right posterior gray matter volume increasing and anterior volume decreasing with more navigation experience. This suggests that spatial knowledge, and not stress, driving, or self-motion, is associated with the pattern of hippocampal gray matter volume in taxi drivers. We then tested for functional differences between the groups and found that the ability to acquire new visuo-spatial information was worse in taxi drivers than in bus drivers. We speculate that a complex spatial representation, which facilitates expert navigation and is associated with greater posterior hippocampal gray matter volume, might come at a cost to new spatial memories and gray matter volume in the anterior hippocampus.

SOMMARIO: I tassisti autorizzati di Londra dimostrano che gli esseri umani hanno una notevole capacità di acquisire e utilizzare la conoscenza di una grande grande e complessa città per orientarsi al suo interno. Studi precedenti hanno riportato che, associati a questa competenza, vi erano differenze di volume della materia grigia rispetto ai gruppi di controllo. Sebbene queste differenze nella materia grigia possano derivare dall'utilizzo e dall'aggiornamento delle rappresentazioni spaziali, potrebbero invece essere influenzate da fattori come il movimento autonomo, l’esperienza di guida e lo stress. Abbiamo esaminato il contributo di questi fattori confrontando i tassisti londinesi con gli autisti degli autobus londinesi, che erano abbinati per esperienza di guida e livelli di stress, ma differivano in quanto seguono una serie limitata di percorsi. Abbiamo scoperto che, rispetto agli autisti di autobus, i tassisti avevano un volume maggiore di materia grigia nell’ippocampo medio-posteriore e un volume minore nell’ippocampo anteriore. Inoltre, anni di esperienza di navigazione erano correlati al volume della materia grigia dell’ippocampo solo nei tassisti, con un aumento del volume della materia grigia posteriore destra e una diminuzione del volume anteriore con una maggiore esperienza di navigazione. Ciò suggerisce che la conoscenza spaziale, e non lo stress, la guida o il movimento autonomo, è associata al modello del volume della materia grigia dell’ippocampo nei tassisti. Abbiamo poi testato le differenze funzionali tra i gruppi e scoperto che la capacità di acquisire nuove informazioni visuo-spaziali era migliore negli autisti di autobus che nei tassisti. Ipotizziamo che una rappresentazione spaziale complessa, che facilita la navigazione esperta ed è associata a un maggiore volume di materia grigia dell'ippocampo posteriore, possa avere un costo per nuove memorie spaziali e volume di materia grigia nell'ippocampo anteriore.