{"id":36672,"date":"2019-10-31T22:13:05","date_gmt":"2019-10-31T19:13:05","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/ne-zabluditsya-v-treh-sosnah-egotsentricheskoe-predstavlenie-okruzhayushhej-sredy\/"},"modified":"2019-10-31T22:13:05","modified_gmt":"2019-10-31T19:13:05","slug":"ne-zabluditsya-v-treh-sosnah-egotsentricheskoe-predstavlenie-okruzhayushhej-sredy","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/novosti-interneta\/ne-zabluditsya-v-treh-sosnah-egotsentricheskoe-predstavlenie-okruzhayushhej-sredy","title":{"rendered":"Sich nicht im Dreieck verirren: eine egozentrische Sicht auf die Umgebung","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"

\"Sich
\n
\nBewegung ist Leben. Diese Aussage kann sowohl als Motivation gedeutet werden, voranzukommen, nicht stillzustehen und die gew\u00fcnschten Ziele zu erreichen, als auch als Tatsache, dass praktisch alle Lebewesen einen Gro\u00dfteil ihres Lebens in Bewegung verbringen. Damit unsere Bewegungen im Raum nicht stets in Schrammen und Prellungen enden, nutzt unser Gehirn gespeicherte \u201eKarten\u201c der Umwelt, die unbewusst w\u00e4hrend unserer Bewegung aufblitzen. Es gibt jedoch die Meinung, dass das Gehirn diese Karten nicht objektiv anwendet, sondern den Menschen auf die Karte setzt und Daten aus der Ich-Perspektive sammelt. Diese Theorie wollten Wissenschaftler der Universit\u00e4t Boston beweisen, indem sie eine Reihe praktischer Experimente mit Laborm\u00e4usen durchf\u00fchrten. Wie orientiert sich das Gehirn tats\u00e4chlich im Raum, welche Zellen sind dabei beteiligt, und welche Rolle spielt diese Forschung f\u00fcr die zuk\u00fcnftige Entwicklung autonomer Fahrzeuge und Roboter? Dar\u00fcber werden wir in dem Bericht der Forschungsgruppe erfahren. Los geht\u2019s.<\/a><\/noindex><\/p>\n

Grundlage der Forschung<\/h3>\n

\nEin seit vielen Jahren feststehender Fakt ist, dass der Hauptteil des Gehirns, der f\u00fcr die r\u00e4umliche Orientierung verantwortlich ist, der Hippocampus ist.<\/p>\n

Der Hippocampus spielt eine entscheidende Rolle in verschiedenen Prozessen: der Bildung von Emotionen, der Umwandlung von kurzzeitigem Ged\u00e4chtnis in Langzeitged\u00e4chtnis und der Ausbildung des r\u00e4umlichen Ged\u00e4chtnisses. Letzteres ist die Quelle der 'Karten', die unser Gehirn bei Bedarf abruft, um die r\u00e4umliche Orientierung zu verbessern. Anders ausgedr\u00fcckt speichert der Hippocampus dreidimensionale neuronale Modelle der Umgebung, in der sich der Besitzer des Gehirns befindet.<\/p>\n

\"Sich
\nHippocampus<\/i><\/p>\n

Es gibt eine Theorie, die besagt, dass es zwischen der tats\u00e4chlichen Navigation und den Karten im Hippocampus einen Zwischenschritt gibt \u2014 die Umwandlung dieser Karten in eine Ich-Perspektive. Das bedeutet, dass der Mensch versucht zu verstehen, wo sich was nicht nur allgemein befindet (wie wir es auf echten Karten sehen), sondern wo sich was relativ zu ihm selbst befindet (\u00e4hnlich der Funktion 'Street View' in Google Maps).<\/p>\n

Die Autoren der betrachteten Arbeit betonen Folgendes: Kognitive Karten der Umgebung werden im Hippocampus in einem allozentrischen System kodiert, w\u00e4hrend die Motorik (die Bewegungen selbst) in einem egozentrischen System dargestellt wird.<\/p>\n

\"Sich
\nUFO: Enemy Unknown (allozentrisches System) und DOOM (ego-zentrisches System).<\/i><\/p>\n

Der Unterschied zwischen allozentrischen und egozentrischen Systemen \u00e4hnelt dem Unterschied zwischen Third-Person-Spielen (oder Seiten-, oberen Ansichten usw.) und First-Person-Spielen. Im ersten Fall ist die Umgebung f\u00fcr uns wichtig, im zweiten unsere Position in Bezug auf diese Umgebung. Daher m\u00fcssen allozentrische Navigationspl\u00e4ne in ein egozentrisches System umgewandelt werden, um tats\u00e4chlich im Raum zu navigieren.<\/p>\n

Forscher glauben, dass genau der dorsomediale Striatum (DMS)*<\/i> eine entscheidende Rolle in dem oben beschriebenen Prozess spielt. <\/p>\n

\"Sich
\nDas Striatum des menschlichen Gehirns.<\/i><\/p>\n

Striatum*<\/b> \u2014 ein Teil des Gehirns, der zu den basalen Ganglien geh\u00f6rt; das Striatum ist an der Regulierung des Muskeltonus, der inneren Organe und der Verhaltensreaktionen beteiligt; das Striatum wird auch als \"Streifen-K\u00f6rper\" aufgrund seiner Struktur aus abwechselnden Streifen von grauer und wei\u00dfer Substanz bezeichnet.<\/p><\/blockquote>\n

Das DMS zeigt neuronale Reaktionen, die mit Entscheidungen und Handlungen in Bezug auf die r\u00e4umliche Navigation verbunden sind, weshalb dieser Bereich des Gehirns n\u00e4her untersucht werden sollte.<\/p>\n

Die Forschungsergebnisse<\/h3>\n

\nUm das Vorhandensein\/Nichtvorhandensein von egozentrischen r\u00e4umlichen Informationen im Streifen-K\u00f6rper (DMS) zu bestimmen, erhielten 4 m\u00e4nnliche Ratten bis zu 16 Tetroden (spezielle Elektroden, die an die relevanten Bereiche des Gehirns angeschlossen werden), die auf das DMS ausgerichtet sind (1a<\/b>).<\/p>\n

\"Sich
\nBild Nr. 1: Reaktion der Zellen des Streifen-K\u00f6rpers auf die Grenzen der Umgebung im egozentrischen Referenzsystem.<\/i><\/p>\n

Erkl\u00e4rung zu Bild Nr. 1:<\/b>\u00dcber 40.000 Kunden in mehr als 120 L\u00e4ndern<\/b> \u2014 Punkte der Tetrodenplatzierung;
\nb<\/b> \u2014 egozentrische Karte der Grenzen;
\nmit<\/b> \u2014 allozentrische Raummaps (4 K\u00e4stchen links), Diagramme der Trajektorien mit farbcodierten Positionen der Reaktionsspitzen der Zellen in Bezug auf die K\u00f6rperposition und egozentrische Karten (4 K\u00e4stchen rechts), basierend auf der Reaktion der EBC-Zellen bei verschiedenen Orientierungen und Abst\u00e4nden zwischen Ratte und Wand;
\nd<\/b> \u2014 wie bei 1c<\/b>, aber f\u00fcr EBC mit bevorzugten Abst\u00e4nden, die vom Tier entfernt sind;
\ne<\/b> \u2014 wie bei 1c<\/b>, aber f\u00fcr zwei gegens\u00e4tzliche EBC;
\nf<\/b> \u2014 Verteilung der durchschnittlichen resultierenden L\u00e4nge f\u00fcr die beobachteten Zellen;
\ng<\/b> \u2014 Verteilung der durchschnittlichen resultierenden L\u00e4nge f\u00fcr EBC unter Verwendung von Bewegungsrichtung und Kopfhaltung;
\nh<\/b> \u2014 Verteilung der durchschnittlichen Reaktionsantwort der Zellen (alle und EBC). <\/p>\n

Es wurden 44 Experimente durchgef\u00fchrt, in denen Ratten zuf\u00e4llig verstreute Nahrung in einem ihnen vertrauten Raum (offen, nicht im Labyrinth) sammelten. Infolgedessen wurden 939 Zellen verzeichnet. Aus den gesammelten Daten wurde das Vorhandensein von 31 Zellen f\u00fcr die Kopf\u00adausrichtung (HDC) festgestellt, jedoch hatten nur wenige dieser Zellen, genau 19, allozentrische r\u00e4umliche Korrelate. Die Aktivit\u00e4t dieser Zellen, beschr\u00e4nkt auf den Perimeter der Umgebung, wurde nur beobachtet, w\u00e4hrend die Ratte entlang der W\u00e4nde der Testkammer bewegte, was auf ein egozentrisches Schema zur Kodierung der Raumgrenzen hindeutet.<\/p>\n

Um die M\u00f6glichkeiten solcher egozentrischen Darstellungen auf der Grundlage der Spitzenwerte der Zellaktivit\u00e4t zu bewerten, wurden egozentrische Karten von Grenzen (1b<\/b>), die die Orientierung und den Abstand der Grenzen in Bezug auf die Bewegungsrichtung der Ratte und nicht auf die Position ihres Kopfes veranschaulichen (Vergleich bei 1g<\/b>).<\/p>\n

18 % der erfassten Zellen (171 von 939) zeigten eine signifikante Reaktion, als die Grenze der Kammer eine bestimmte Position und Orientierung relativ zum Probanden einnahm (1f<\/b>). Wissenschaftler bezeichneten sie als egozentrische Grenzzellen (EBC \u2014 egozentrische Grenzzellen<\/i>). Die Anzahl solcher Zellen bei den Versuchstieren lag zwischen 15 und 70, mit einem Durchschnitt von 42,75 (1c<\/b>, 1 Tag<\/b>).<\/p>\n

Unter den egozentrischen Grenzzellen gab es solche, deren Aktivit\u00e4t als Reaktion auf die Grenzen der Kammer abnahm. Insgesamt waren es 49, und sie wurden als inverse EBC (iEBC) bezeichnet. Der durchschnittliche Reaktionswert der Zellen (ihr Aktionspotential) bei EBC und iEBC war ziemlich niedrig \u2014 1,26 \u00b1 0,09 Hz (1h<\/b>). <\/p>\n

Die Population der EBC reagiert auf alle Varianten der Ausrichtung und Position der Grenzen der Kammer relativ zum Versuchstier, jedoch ist die Verteilung der bevorzugten Ausrichtung bimodal mit Peaks, die gegen\u00fcberliegend bei 180\u00b0 auf beiden Seiten des Tieres liegen (-68\u00b0 und 112\u00b0), leicht verschoben von der Senkrechten zur langen Achse des Tieres um 22\u00b0 (2d<\/b>).<\/p>\n

\"Sich
\nBild Nr. 2: Bevorzugte Ausrichtung und Distanz f\u00fcr die Reaktionsantwort der egozentrischen Grenzzellen (EBC).<\/i><\/p>\n

Erl\u00e4uterungen zu Bild Nr. 2:<\/b>a<\/b> \u2014 egozentrische Grenzkarten f\u00fcr vier gleichzeitig untersuchte EBC mit unterschiedlichen bevorzugten Ausrichtungen, wie \u00fcber jedem Diagramm angegeben;
\nb<\/b> \u2014 Position der Tetoden gem\u00e4\u00df den Zellen aus 2a<\/b> (die Zahlen geben die Nummer des Tetoden an);
\nmit<\/b> \u2014 Verteilung der Wahrscheinlichkeiten f\u00fcr bevorzugte Orientierungen f\u00fcr alle EBC einer Ratte;
\nd<\/b> \u2014 Verteilung der Wahrscheinlichkeiten f\u00fcr bevorzugte Orientierungen f\u00fcr EBC aller Ratten;
\nzwei Jahren haben wir berichtet, dass jeder Check Point-Administrator fr\u00fcher oder sp\u00e4ter vor der Frage steht, auf eine neue Version zu aktualisieren. In diesem<\/b> \u2014 Position der Tetoden f\u00fcr die auf 2f<\/b>;
\nf<\/b> \u2014 egozentrische Karten der Grenzen f\u00fcr sechs gleichzeitig aufgezeichnete EBC mit unterschiedlichen bevorzugten Abst\u00e4nden, angegeben \u00fcber jedem Diagramm;
\ng<\/b> \u2014 Verteilung der Wahrscheinlichkeiten f\u00fcr den bevorzugten Abstand f\u00fcr alle EBC einer Ratte;
\nh<\/b> \u2014 Verteilung der Wahrscheinlichkeiten f\u00fcr den bevorzugten Abstand f\u00fcr EBC aller Ratten;
\ni<\/b> \u2014 Polardiagramm des bevorzugten Abstands und der bevorzugten Orientierung f\u00fcr alle EBC, wobei die Gr\u00f6\u00dfe des Raums durch Farbe und Durchmesser der Punkte dargestellt wird.<\/p>\n

Die Verteilung des bevorzugten Abstands zur Grenze wies drei Spitzen auf: 6,4, 13,5 und 25,6 cm, was auf das Vorhandensein von drei unterschiedlichen bevorzugten Abst\u00e4nden zwischen EBC hinweist (2f<\/b>—2h<\/b>), die f\u00fcr die Strategie der hierarchischen Navigationssuche wichtig sein k\u00f6nnen. Die Gr\u00f6\u00dfe der rezeptiven Felder der EBC nahm mit der bevorzugten Distanz zu.2i<\/b>), was auf eine erh\u00f6hte Genauigkeit der egozentrischen Darstellung von Grenzen hinweist, wenn der Abstand zwischen der Wand und dem Probanden verringert wird. <\/p>\n

Sowohl in der bevorzugten Orientierung als auch in der Distanz fehlte eine klare Topografie, da die aktiven EBC der Probanden mit unterschiedlicher Orientierung und Entfernung zur Wand auf demselben Tetrode erschienen (2a<\/b>, 2b<\/b>, 2e<\/b> und 2f<\/b>).<\/p>\n

Es wurde auch festgestellt, dass EBC konsistent auf Grenzen des Raumes (W\u00e4nde der Kammer) in allen Testkammerkonfigurationen reagieren. Um zu best\u00e4tigen, dass EBC auf die lokalen Grenzen der Kammer und nicht auf deren distale Merkmale reagieren, haben die Forscher die Position der Kammer um 45\u00b0 gedreht und einige W\u00e4nde schwarz gef\u00e4rbt, wodurch sie sich von der in vorherigen Tests verwendeten Kammer unterschieden. <\/p>\n

Daten wurden sowohl in einer normalen Testkammer als auch in der gedrehten gesammelt. Trotz der \u00c4nderung der Testkammer blieben alle bevorzugten Orientierungen und Entfernungen der EBC in Bezug auf die W\u00e4nde der Probanden unver\u00e4ndert. <\/p>\n

Angesichts der Bedeutung von Ecken wurde auch die M\u00f6glichkeit in Betracht gezogen, dass EBC diese lokalen Umweltattribute einzigartig kodiert. Durch die Herausarbeitung des Unterschieds zwischen der Reaktion in der N\u00e4he von Ecken und der Reaktion in der Mitte der Wand wurde eine Teilmenge von EBC-Zellen (n = 16; 9,4%) identifiziert, die eine erh\u00f6hte Reaktion auf Ecken zeigen.<\/p>\n

Somit kann man vorl\u00e4ufig den Schluss ziehen, dass gerade die EBC-Zellen hervorragend auf den Perimeter der Kammer, also auf die W\u00e4nde der Versuchsanlage und deren Ecken reagieren.<\/p>\n

Anschlie\u00dfend \u00fcberpr\u00fcften die Wissenschaftler, ob die Reaktion der EBC-Zellen auf offenen Raum (Versuchsareal ohne Labyrinth, d.h. einfach 4 W\u00e4nde) bei unterschiedlichen Fl\u00e4chenvarianten der Versuchsanlage gleich ist. Es wurden 3 Durchl\u00e4ufe durchgef\u00fchrt, wobei sich die Wandl\u00e4ngen in jedem einzelnen von der vorherigen um 50 cm unterschieden. <\/p>\n

Unabh\u00e4ngig von den Abmessungen der Versuchskammer reagierten die EBC-Zellen an den Grenzen dieser Kammer auf die gleiche Weise hinsichtlich Abstand und Orientierung zum Versuchstier. Dies deutet darauf hin, dass es keine Skalierung der Reaktion in Abh\u00e4ngigkeit von der Gr\u00f6\u00dfe der Umgebung gibt.<\/p>\n

\"Sich
\nAbbildung Nr. 3: Stabile Reaktion der EBC-Zellen auf die Grenzen des Raumes.<\/i><\/p>\n

Erkl\u00e4rungen zu Abbildung Nr. 3:<\/b>\u00dcber 40.000 Kunden in mehr als 120 L\u00e4ndern<\/b> \u2014 egozentrische Karten des EBC unter normalen Bedingungen (links) und bei einer Drehung der Testkamera um 45\u00b0 (rechts);
\nb<\/b> \u2014 egozentrische Karten des EBC f\u00fcr eine Kamera mit den Ma\u00dfen 1,25 x 1,25 m (links) und f\u00fcr eine vergr\u00f6\u00dferte Kamera von 1,75 x 1,75 m (rechts);
\nmit<\/b> \u2014 egozentrische Karten des EBC bei normalen schwarzen W\u00e4nden der Kamera (links) und bei gemusterten W\u00e4nden (rechts);
\nd<\/b>—f<\/b> \u2014 Diagramme der bevorzugten Entfernung (oben) und der \u00c4nderung der bevorzugten Orientierung im Verh\u00e4ltnis zur Basislinie (unten).<\/p>\n

Da der gestreifte K\u00f6rper Informationen \u00fcber die Umgebung aus mehreren Bereichen der visuellen Hirnrinde erh\u00e4lt, \u00fcberpr\u00fcften die Wissenschaftler auch, ob das Aussehen der W\u00e4nde (3s<\/b>) der Kamera die Reaktion der EBC-Zellen beeinflusst. <\/p>\n

Die Ver\u00e4nderung des Aussehens der Raumgrenzen hatte keinen Einfluss auf die Reaktion der EBC-Zellen sowie auf den f\u00fcr die Reaktion erforderlichen Abstand und die Orientierung relativ zum Probanden.<\/p>\n

\"Sich
\nBild Nr. 4: Stabilit\u00e4t der Reaktion der EBC-Zellen unabh\u00e4ngig von der Umgebung.<\/i><\/p>\n

Erl\u00e4uterungen zu Bild Nr. 4:<\/b>\u00dcber 40.000 Kunden in mehr als 120 L\u00e4ndern<\/b> \u2014 egozentrische Karten f\u00fcr EBC in einer vertrauten (links) und einer neuen (rechts) Umgebung;
\nb<\/b> \u2014 egozentrische Karten f\u00fcr EBC, die in derselben Umgebung, jedoch mit einem Zeitintervall gewonnen wurden;
\nmit<\/b> \u2014 Diagramme der bevorzugten Distanz (oben) und der Ver\u00e4nderung der bevorzugten Ausrichtung relativ zur Basislinie (unten) f\u00fcr neue (unbekannte) Umgebungen;
\nd<\/b> \u2014 Diagramme der bevorzugten Distanz (oben) und der Ver\u00e4nderung der bevorzugten Ausrichtung relativ zur Basislinie (unten) f\u00fcr vorher bekannte (vertraute) Umgebungen.<\/p>\n

Es wurde auch festgestellt, dass die Reaktion der EBC-Zellen, sowie die daf\u00fcr erforderliche Ausrichtung und Distanz relativ zum Versuchsobjekt, sich im Laufe der Zeit nicht ver\u00e4ndern. <\/p>\n

Dieser \"zeitliche\" Test wurde jedoch in der gleichen Testkammer durchgef\u00fchrt. Es war auch notwendig zu \u00fcberpr\u00fcfen, welcher Unterschied zwischen der Reaktion der EBC auf bekannte Bedingungen und auf neue besteht. Dazu wurden mehrere Durchg\u00e4nge durchgef\u00fchrt, in denen die Ratten die Kammer erkundeten, die sie bereits aus vorherigen Tests kennen, gefolgt von neuen Kammern mit offenem Raum.<\/p>\n

Wie Sie sich vielleicht denken k\u00f6nnen, blieben die Reaktion der EBC-Zellen und die ben\u00f6tigte Ausrichtung\/Distanz in den neuen Kammern unver\u00e4ndert (4a<\/b>, 4c<\/b>).<\/p>\n

Die Reaktion des EBC sorgt somit f\u00fcr eine stabile Darstellung der Umgebungsgrenzen in Bezug auf das Testsubjekt, unabh\u00e4ngig von der Erscheinung der W\u00e4nde, der Fl\u00e4che der Testkammer, ihrer Bewegung und der Zeit, die das Testsubjekt in der Kammer verbringt.<\/p>\n

F\u00fcr eine detailliertere Auseinandersetzung mit den Feinheiten der Forschung empfehle ich einen Blick in den Bericht der Wissenschaftler <\/a><\/noindex>und Zus\u00e4tzliche Materialien <\/a><\/noindex>dazu.<\/p>\n

Epilog<\/h3>\n

\nIn dieser Arbeit konnten die Wissenschaftler die Theorie der egozentrischen Darstellung der Umwelt in der Praxis best\u00e4tigen, was f\u00fcr die r\u00e4umliche Orientierung von entscheidender Bedeutung ist. Sie haben nachgewiesen, dass zwischen der allozentrischen r\u00e4umlichen Darstellung und der tats\u00e4chlichen Handlung ein Zwischenschritt existiert, an dem bestimmte Zellen des Streifenfeldes beteiligt sind, die als Zellen der egozentrischen Grenzen (EBC) bezeichnet werden. Es wurde auch festgestellt, dass die EBC st\u00e4rker mit der Steuerung der Gesamtk\u00f6rperbewegung verbunden sind, nicht nur mit der Bewegung des Kopfes der Testsubjekte.<\/p>\n

Diese Studie zielte darauf ab, den vollst\u00e4ndigen Mechanismus der r\u00e4umlichen Orientierung, alle seine Bestandteile und Variablen zu bestimmen. Laut den Wissenschaftlern wird diese Arbeit in Zukunft dazu beitragen, die Navigations-technologien f\u00fcr autonome Fahrzeuge und f\u00fcr Roboter zu verbessern, die die Umgebung um sie herum so verstehen k\u00f6nnen wie wir. Die Forscher sind \u00e4u\u00dferst zufrieden mit den Ergebnissen ihrer Arbeit, die die Grundlage f\u00fcr weitere Untersuchungen der Zusammenh\u00e4nge zwischen bestimmten Bereichen des Gehirns und der Art und Weise, wie Navigation im Raum erfolgt, liefern.<\/p>\n

Vielen Dank f\u00fcr Ihre Aufmerksamkeit, bleiben Sie neugierig und eine produktive Woche f\u00fcr alle! \ud83d\ude42<\/p>\n

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Quelle: habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"

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