Symudiad yw bywyd. Gellir dehongli'r ymadrodd hwn fel cymhelliad i symud ymlaen, i beidio â sefyll yn llonydd a chyflawni'r hyn rydych chi ei eisiau, ac fel datganiad o'r ffaith bod bron pob bod byw yn treulio'r rhan fwyaf o'u bywydau yn symud. Er mwyn sicrhau nad yw ein symudiadau a'n symudiadau yn y gofod yn dod i ben gyda lympiau ar ein talcennau a bysedd traed bach wedi torri bob tro, mae ein hymennydd yn defnyddio “mapiau” storio o'r amgylchedd sy'n dod i'r amlwg yn anymwybodol ar adeg ein symudiad. Fodd bynnag, mae yna farn bod yr ymennydd yn defnyddio'r mapiau hyn nid o'r tu allan, fel petai, ond trwy osod person ar y map hwn a chasglu data o olwg person cyntaf. Penderfynodd gwyddonwyr o Brifysgol Boston brofi'r ddamcaniaeth hon trwy gynnal cyfres o arbrofion ymarferol gyda llygod mawr labordy. Sut mae'r ymennydd mewn gwirionedd yn llywio yn y gofod, pa gelloedd sy'n gysylltiedig, a pha rôl y mae'r ymchwil hwn yn ei chwarae ar gyfer dyfodol ceir a robotiaid ymreolaethol? Rydym yn dysgu am hyn o adroddiad y grŵp ymchwil. Ewch.
Sail ymchwil
Felly, y ffaith a sefydlwyd flynyddoedd lawer yn ôl yw mai'r hipocampws yw prif ran yr ymennydd sy'n gyfrifol am gyfeiriadedd yn y gofod.
Mae'r hippocampus yn ymwneud ag amrywiaeth o brosesau: ffurfio emosiynau, trawsnewid cof tymor byr yn gof hirdymor, a ffurfio cof gofodol. Yr olaf yw ffynhonnell yr union “fapiau” hynny y mae ein hymennydd yn eu galw ar yr adeg iawn ar gyfer cyfeiriadedd mwy effeithiol yn y gofod. Mewn geiriau eraill, mae'r hippocampus yn storio modelau niwral tri dimensiwn o'r gofod y mae perchennog yr ymennydd wedi'i leoli ynddo.
hippocampus
Mae yna ddamcaniaeth sy'n nodi bod cam canolradd rhwng llywio gwirioneddol a mapiau o'r hippocampus - trosi'r mapiau hyn yn olwg person cyntaf. Hynny yw, mae person yn ceisio deall lle mae rhywbeth wedi'i leoli nid yn gyffredinol (fel y gwelwn ar fapiau go iawn), ond lle bydd rhywbeth yn cael ei leoli mewn perthynas ag ef ei hun (fel y swyddogaeth “golwg stryd” yn Google Maps).
Mae awduron y gwaith yr ydym yn ei ystyried yn pwysleisio'r canlynol: Mae mapiau gwybyddol o'r amgylchedd wedi'u hamgodio yn y ffurfiant hippocampal yn y system allocentrig, ond mae sgiliau modur (y symudiadau eu hunain) yn cael eu cynrychioli yn y system egocentrig.
UFO: Gelyn Anhysbys (system alocentrig) a DOOM (system egocentric).
Mae'r gwahaniaeth rhwng systemau allocentrig ac egocentrig yn debyg i'r gwahaniaeth rhwng gemau o olwg trydydd person (neu olwg ochr, golygfa uchaf, ac ati) a gemau o olwg person cyntaf. Yn yr achos cyntaf, mae'r amgylchedd ei hun yn bwysig i ni, yn yr ail, ein sefyllfa o'i gymharu â'r amgylchedd hwn. Felly, rhaid trosi cynlluniau llywio allocentrig yn system egocentrig ar gyfer gweithredu gwirioneddol, h.y. symudiad yn y gofod.
Mae ymchwilwyr yn credu ei fod yn y dorsomedial striatwm (DMS)* yn chwarae rhan hanfodol yn y broses uchod.
Striatum yr ymennydd dynol.
Striatum* - rhan o'r ymennydd sy'n perthyn i'r ganglia gwaelodol; mae'r striatwm yn ymwneud â rheoleiddio tôn cyhyrau, organau mewnol ac adweithiau ymddygiadol; Gelwir y striatum hefyd yn “striatum” oherwydd ei strwythur o fandiau bob yn ail o ddeunydd llwyd a gwyn.
Mae'r DMS yn dangos ymatebion niwral sy'n gysylltiedig â gwneud penderfyniadau a pherfformio gweithredoedd ynghylch llywio yn y gofod, felly dylid astudio'r rhan hon o'r ymennydd yn fanylach.
Canlyniadau ymchwil
Er mwyn pennu presenoldeb/absenoldeb gwybodaeth ofodol egocentrig yn y striatum (DMS), mewnblannwyd 4 llygod mawr gwrywaidd gyda hyd at 16 tetrod (electrodau arbennig sy'n gysylltiedig ag ardaloedd dymunol yr ymennydd) gan dargedu'r DMS (1).
Delwedd #1: Ymateb celloedd striatal i ffiniau amgylcheddol mewn ffrâm gyfeirio egocentrig.
Esboniadau ar gyfer delwedd Rhif 1:а — pwyntiau lleoliad tetrode;
b — map ffiniau egocentrig;
с — mapiau gofodol allocentrig (4 sgwâr ar y chwith), lleiniau taflwybr â chodau lliw o leoliadau brigau ymateb celloedd mewn perthynas â lleoliad y corff, a mapiau egocentrig (4 sgwâr ar y dde) yn seiliedig ar ymateb celloedd EBC ar wahanol gyfeiriadau a pellteroedd rhwng y llygoden fawr a'r wal;
d - fel 1c, ond ar gyfer EBC gyda phellteroedd dewisol i ffwrdd oddi wrth yr anifail;
e - fel 1c, ond ar gyfer dau EBC gwrthdro;
f — dosbarthiad yr hyd canlyniadol cyfartalog ar gyfer y celloedd a arsylwyd;
g - dosbarthiad hyd canlyniadol cyfartalog ar gyfer EBC gan ddefnyddio cyfeiriad symud a chyfeiriad pen;
h — dosbarthiad ymateb cyfartalog celloedd (i gyd ac EBC).
Cynhaliwyd 44 o arbrofion lle bu llygod mawr yn casglu bwyd gwasgaredig ar hap mewn man cyfarwydd (agored, nid mewn drysfa). O ganlyniad, cofnodwyd 939 o gelloedd. O'r data a gasglwyd, nodwyd 31 o gelloedd cyfeiriad pen (HDCs), ond dim ond cyfran fach o'r celloedd, 19 i fod yn fanwl gywir, oedd â chydberthynas gofodol allocentrig. Ar ben hynny, dim ond yn ystod symudiad y llygoden fawr ar hyd waliau'r siambr brawf y gwelwyd gweithgaredd y celloedd hyn, wedi'i gyfyngu gan berimedr yr amgylchedd, sy'n awgrymu cynllun egocentrig ar gyfer amgodio ffiniau gofod.
I asesu posibiliadau cynrychiolaeth mor egocentrig yn seiliedig ar weithgarwch celloedd brig, crëwyd mapiau ffiniau egocentrig (1b), sy'n dangos cyfeiriadedd a phellter y ffiniau mewn perthynas â chyfeiriad symudiad y llygoden fawr, yn hytrach na lleoliad ei phen (cymhariaeth â 1g).
Dangosodd 18% o'r celloedd a gofnodwyd (171 allan o 939) ymateb sylweddol pan oedd ffin y siambr yn meddiannu safle a chyfeiriadedd penodol o'i gymharu â'r un arbrofol (1f). Mae gwyddonwyr yn eu galw'n gelloedd ffin egocentrig (EBCs). celloedd ffin egocentrig). Roedd nifer y celloedd o'r fath mewn pynciau arbrofol yn amrywio o 15 i 70 gyda chyfartaledd o 42.75 (1c, 1d).
Ymhlith celloedd ffiniau egocentrig, roedd rhai y gostyngodd eu gweithgaredd mewn ymateb i ffiniau'r siambr. Roedd cyfanswm o 49 ohonynt a chawsant eu galw yn EBCs gwrthdro (iEBCs). Roedd yr ymateb celloedd ar gyfartaledd (eu potensial gweithredu) yn EBC ac iEBC yn eithaf isel - 1,26 ± 0,09 Hz (1h).
Mae poblogaeth celloedd EBC yn ymateb i bob cyfeiriadedd a lleoliad ffin y siambr o'i gymharu â gwrthrych y prawf, ond mae dosbarthiad y cyfeiriadedd a ffefrir yn ddeufodd gyda'r brigau wedi'u lleoli 180 ° gyferbyn â'i gilydd ar y naill ochr i'r anifail (-68 ° a 112 °) , yn cael ei wrthbwyso ychydig o'r berpendicwlar i echel hir yr anifail gan 22 ° (2d).
Delwedd #2: Cyfeiriad a phellter a ffefrir ar gyfer ymateb celloedd ffin egocentrig (EBCs).
Esboniadau ar gyfer delwedd Rhif 2:a — mapiau ffiniau egocentrig ar gyfer pedwar EBC a archwiliwyd ar yr un pryd gyda gwahanol gyfeiriadau dewisol wedi'u nodi uwchben pob graff;
b - lleoliad tetrodes yn unol â'r celloedd o 2 (mae'r niferoedd yn dynodi rhif tetrod);
с — dosbarthiad tebygolrwydd cyfeiriadedd a ffefrir ar gyfer pob EBC o un llygoden fawr;
d — dosbarthiad tebygolrwydd cyfeiriadedd a ffefrir ar gyfer EBC yr holl lygod mawr;
е — safleoedd tetrod ar gyfer y celloedd a ddangosir yn 2f;
f - mapiau ffiniau egocentrig ar gyfer chwe EBC a gofnodwyd ar yr un pryd gyda'r pellteroedd dewisol gwahanol wedi'u nodi uwchben pob graff;
g — dosbarthiad tebygolrwydd y pellter a ffefrir ar gyfer holl EBCs un llygoden fawr;
h — dosbarthiad tebygolrwydd y pellter a ffefrir ar gyfer EBC yr holl lygod mawr;
i yn blot pegynol o bellter a ffafrir ar gyfer pob EBC, gyda maint y gofod yn cael ei gynrychioli gan liw a diamedr y dotiau.
Roedd dosbarthiad y pellter a ffefrir i’r ffin yn cynnwys tri chopa: 6.4, 13.5 a 25.6 cm, sy’n dangos presenoldeb tri phellter dewisol gwahanol rhwng EBCs (2f-2h), a all fod yn bwysig ar gyfer strategaeth chwilio llywio hierarchaidd. Cynyddodd maint meysydd derbyn EBC fel swyddogaeth y pellter a ffafrir (2i), sy'n dangos bod cywirdeb cynrychiolaeth egocentrig ffiniau yn cynyddu gyda phellter gostyngol rhwng y wal a'r pwnc arbrofol.
Nid oedd gan y ddau gyfeiriadedd a'r pellter a ffefrir dopograffeg glir, gan fod EBCs gweithredol y gwrthrych gyda chyfeiriadau a phellteroedd gwahanol o gymharu â'r wal yn ymddangos ar yr un tetrod (2a, 2b, 2e и 2f).
Canfuwyd hefyd bod EBCs yn ymateb yn gyson i ffiniau gofod (waliau siambr) mewn unrhyw fersiwn o'r siambrau prawf. I gadarnhau bod EBCs yn ymateb i ffiniau lleol y siambr yn hytrach na'i nodweddion distal, fe wnaeth y gwyddonwyr "gylchdroi" safle'r camera gan 45 ° a gwneud sawl wal yn ddu, gan ei gwneud yn wahanol i'r hyn a ddefnyddiwyd mewn profion blaenorol.
Casglwyd data yn y siambr brawf arferol ac yn yr un wedi'i gylchdroi. Er gwaethaf y newid yn y siambr brawf, arhosodd yr holl gyfeiriadau a phellteroedd a ffefrir o'u cymharu â waliau pynciau prawf EBC yr un fath.
O ystyried pwysigrwydd onglau, ystyriwyd hefyd y posibilrwydd bod EBCs yn amgodio'r priodoleddau amgylcheddol lleol hyn yn unigryw. Trwy ynysu'r gwahaniaeth rhwng yr ymateb ger corneli a'r ymateb ger canol y wal, fe wnaethom nodi is-set o gelloedd EBC (n = 16; 9,4%) sy'n dangos ymateb cynyddol i gorneli.
Felly, gallwn ddod i gasgliad canolradd mai celloedd EBC sy'n ymateb yn dda i berimedr y siambr, hynny yw, i waliau'r siambr brawf a'i gorneli.
Nesaf, profodd y gwyddonwyr a yw ymateb celloedd EBC i fannau agored ( arena brawf heb ddrysfa, h.y. dim ond 4 wal) yr un peth ar gyfer gwahanol fersiynau o ardal yr ystafell brawf. Cynhaliwyd 3 rhediad, ac ym mhob un roedd hyd y waliau yn wahanol i'r rhai blaenorol o 50 cm.
Waeth beth fo maint y siambr brawf, ymatebodd EBCs i'w ffiniau ar yr un pellter a chyfeiriadedd o'i gymharu â gwrthrych y prawf. Mae hyn yn dangos nad yw'r ymateb yn cyd-fynd â maint amgylcheddol.
Delwedd #3: Ymateb sefydlog celloedd EBC i ffiniau gofodol.
Esboniadau ar gyfer delwedd Rhif 3:а — mapiau EBC egocentrig o dan amodau arferol (chwith) a phan gafodd y siambr brawf ei chylchdroi gan 45° (dde);
b — mapiau EBC egocentrig ar gyfer camera yn mesur 1.25 x 1.25 m (chwith) ac ar gyfer camera mwy 1.75 x 1.75 m (dde);
с — mapiau EBC egocentrig gyda waliau siambr du rheolaidd (chwith) a waliau patrymog (dde);
d-f — graffiau o'r pellter a ffafrir (uchaf) a newidiadau yn y cyfeiriadedd a ffefrir o gymharu â'r llinell sylfaen (gwaelod).
Oherwydd bod y striatum yn derbyn gwybodaeth am yr amgylchedd o sawl rhan o cortecs gweledol yr ymennydd, profodd y gwyddonwyr hefyd a yw ymddangosiad waliau yn dylanwadu (3c) siambrau ar ymateb celloedd EBC.
Ni chafodd newid ymddangosiad ffiniau gofod unrhyw effaith ar adwaith celloedd EBC nac ar y pellter a'r cyfeiriadedd sy'n ofynnol ar gyfer yr adwaith o'i gymharu â'r pwnc arbrofol.
Delwedd #4: Cysondeb ymateb celloedd EBC waeth beth fo'r amgylchedd.
Esboniadau ar gyfer delwedd Rhif 4:а — mapiau egocentrig ar gyfer EBC mewn amgylcheddau cyfarwydd (chwith) a newydd (dde);
b — mapiau egocentrig ar gyfer EBC, a gafwyd yn yr un amgylchedd, ond gyda chyfnod amser;
с — graffiau o'r pellter a ffafrir (uchaf) a newidiadau yn y cyfeiriadedd a ffefrir o gymharu â'r llinell sylfaen (gwaelod) ar gyfer amgylcheddau newydd (anghyfarwydd);
d — graffiau o'r pellter a ffafrir (uchaf) a newidiadau yn y cyfeiriadedd a ffefrir o'i gymharu â'r llinell sylfaen (gwaelod) ar gyfer amgylcheddau (cyfarwydd) a astudiwyd yn flaenorol.
Canfuwyd hefyd nad yw ymateb celloedd EBC, yn ogystal â'r cyfeiriadedd a'r pellter gofynnol o'i gymharu â'r pwnc arbrofol, yn newid dros amser.
Fodd bynnag, cynhaliwyd y prawf "amseredig" hwn yn yr un siambr brawf. Roedd hefyd angen gwirio pa wahaniaeth oedd rhwng ymateb yr EBC i amodau hysbys ac i rai newydd. I wneud hyn, cynhaliwyd sawl rhediad pan astudiodd y llygod mawr siambr yr oeddent eisoes yn ei hadnabod o brofion blaenorol, ac yna siambrau newydd gyda mannau agored.
Fel y gallech fod wedi dyfalu, arhosodd ymateb cell EBC + cyfeiriadedd / pellter dymunol heb ei newid yn y siambrau newydd (4a, 4c).
Felly, mae ymateb EBC yn darparu cynrychiolaeth sefydlog o ffiniau'r amgylchedd o'i gymharu â'r pwnc prawf ym mhob math o'r amgylchedd hwnnw, waeth beth fo ymddangosiad y waliau, arwynebedd y siambr brawf, ei symudiad, a'r amser. y testyn a dreuliwyd yn y siambr.
I gael adnabyddiaeth fanylach o naws yr astudiaeth, rwy'n argymell edrych arno и iddo fe.
Epilogue
Yn y gwaith hwn, roedd gwyddonwyr yn gallu cadarnhau'n ymarferol theori cynrychiolaeth egocentrig o'r amgylchedd, sy'n hynod bwysig ar gyfer cyfeiriadedd yn y gofod. Roeddent yn dangos, rhwng cynrychiolaeth ofodol allocentrig a gweithredu gwirioneddol, fod proses ganolraddol sy'n cynnwys rhai celloedd yn y striatwm, a elwir yn gelloedd ffin egocentrig (EBC). Canfuwyd hefyd bod EBCs yn fwy cysylltiedig â rheoli symudiad y corff cyfan, ac nid dim ond pennaeth y pynciau prawf.
Nod yr astudiaeth hon oedd pennu mecanwaith cyfan y cyfeiriadedd yn y gofod, ei holl gydrannau a newidynnau. Bydd y gwaith hwn, yn ôl gwyddonwyr, yn helpu ymhellach i wella technolegau llywio ar gyfer ceir ymreolaethol ac ar gyfer robotiaid a fydd yn gallu deall y gofod o'u cwmpas, yn union fel y gwnawn ni. Mae'r ymchwilwyr yn hynod falch gyda chanlyniadau eu gwaith, sy'n rhoi rheswm i barhau i astudio'r berthynas rhwng rhai rhannau o'r ymennydd a sut mae llywio yn y gofod yn cael ei wneud.
Diolch am eich sylw, cadwch yn chwilfrydig a chael wythnos wych pawb! 🙂
Diolch am aros gyda ni. Ydych chi'n hoffi ein herthyglau? Eisiau gweld cynnwys mwy diddorol? Cefnogwch ni trwy osod archeb neu argymell i ffrindiau, Gostyngiad o 30% i ddefnyddwyr Habr ar analog unigryw o weinyddion lefel mynediad, a ddyfeisiwyd gennym ni ar eich cyfer chi: (ar gael gyda RAID1 a RAID10, hyd at 24 craidd a hyd at 40GB DDR4).
Dell R730xd 2 gwaith yn rhatach? Dim ond yma yn yr Iseldiroedd! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - o $99! Darllenwch am
Ffynhonnell: hab.com