Кыймыл - бул жашоо. Бул фразаны алдыга умтулуу, бир орунда туруп, каалаган нерсеңе жетүүнүн мотиви катары да, ошондой эле дээрлик бардык жандыктар жашоосунун көп бөлүгүн кыймылда өткөрөрүн билдирүү катары да чечмелесе болот. Мейкиндиктеги кыймылдарыбыз жана кыймылдарыбыз чекебиздеги бүдүрчөлөр жана буттун кичинекей манжалары сынып калбашы үчүн, мээбиз кыймыл учурунда аң-сезимсиз түрдө пайда болгон айлана-чөйрөнүн сакталган «карталарын» колдонот. Бирок мээ бул карталарды сырттан эмес, мындайча айтканда, бул картага адамды жайгаштыруу жана биринчи адамдын көз карашынан маалымат чогултуу аркылуу колдонот деген пикирлер бар. Бостон университетинин окумуштуулары лабораториялык келемиштер менен бир катар практикалык эксперименттерди жүргүзүү менен бул теорияны далилдөөнү чечишти. Мээ чындыгында космосто кантип багыт алат, кандай клеткалар катышат жана бул изилдөө автономдуу унаалар менен роботтордун келечеги үчүн кандай роль ойнойт? Бул тууралуу изилдөө тобунун баяндамасынан билебиз. Go.
Изилдөөнүн негизи
Ошентип, көп жыл мурун аныкталган чындык космосто багыт алуу үчүн жооптуу мээнин негизги бөлүгү гиппокамп болуп саналат.
Гиппокамп ар түрдүү процесстерге катышат: эмоциялардын пайда болушу, кыска мөөнөттүү эс тутумдун узак мөөнөттүү эс тутумга айланышы жана мейкиндик эс тутумунун калыптанышы. Бул биздин мээбиз мейкиндикте натыйжалуураак багыт алуу үчүн керектүү учурда чакырган "карталардын" булагы болуп саналат. Башкача айтканда, гиппокампта мээнин ээси жайгашкан мейкиндиктин үч өлчөмдүү нейрон моделдери сакталат.
Hippocampus
Чыныгы навигация менен гиппокамптан алынган карталардын ортосунда ортоңку кадам бар - бул карталарды биринчи адамдын көз карашына айландыруу деген теория бар. Башкача айтканда, адам бир нерсе жалпысынан эмес (реалдуу карталарда көрүп тургандай), бир нерсе кайда жайгашканын түшүнүүгө аракет кылат (мисалы, Google Карталардагы "көчө көрүнүшү" функциясы).
Биз карап жаткан эмгектин авторлору төмөнкүлөргө басым жасашат: Айлана-чөйрөнүн когнитивдик карталары аллоцентрдик системада гиппокамптык формада коддолгон, ал эми кыймыл жөндөмдөрү (кыймылдардын өзү) эгоцентрдик системада чагылдырылган.
UFO: Белгисиз душман (аллоцентрдик система) жана DOOM (эгоцентрдик система).
Аллоцентрдик жана эгоцентрдик системалардын айырмасы үчүнчү жактын көз карашындагы оюндардын (же капталдан көрүнүшү, үстүнкү көрүнүшү ж.б.) менен биринчи адамдын көз карашындагы оюндардын ортосундагы айырмага окшош. Биринчи учурда биз үчүн чөйрөнүн өзү маанилүү, экинчиден, бул чөйрөгө салыштырмалуу биздин позициябыз. Ошентип, аллоцентрдик навигациялык пландарды иш жүзүндө ишке ашыруу үчүн эгоцентрдик системага айландыруу керек, б.а. космостогу кыймыл.
Окумуштуулар бул dorsomedial деп эсептешет стриатум (DMS)* жогоруда аталган процессте маанилүү роль ойнойт.
Адамдын мээсинин стриатуму.
Striatum* - базалдык ганглияга кирген мээнин бөлүгү; стриатум булчуң тонусун, ички органдарды жана жүрүм-турум реакцияларын жөнгө салууга катышат; Стриатум боз жана ак заттын алмашып турган тилкелеринин түзүлүшүнө байланыштуу "стриатум" деп да аталат.
DMS мейкиндикте навигацияга байланыштуу чечимдерди кабыл алуу жана иш-аракеттерди жасоо менен байланышкан нейрондук жоопторду көрсөтөт, ошондуктан мээнин бул аймагын кененирээк изилдөө керек.
Изилдөөнүн натыйжалары
Стриатумда (DMS) эгоцентрдик мейкиндик маалыматынын бар/жоктугун аныктоо үчүн 4 эркек келемишке DMSди бутага алган 16 тетроддор (мээнин керектүү аймактарына туташтырылган атайын электроддор) имплантацияланган.1a).
Сүрөт №1: Эгоцентрдик шилтеме алкагында стриаталдык клеткалардын экологиялык чектерге жообу.
№1 сүрөт үчүн түшүндүрмөлөр:а — тетроддун жайгашуу пункттары;
b — эгоцентрдик чек ара картасы;
с — аллоцентрдик мейкиндик карталары (солдо 4 чарчы), дененин абалына карата клетканын жооп чокуларынын жайгашкан жерлеринин түс менен коддолгон траекториялык схемалары жана ар кандай ориентациялардагы EBC клеткаларынын реакциясына негизделген эгоцентрдик карталар (оң жакта 4 чарчы). чычкан менен дубалдын ортосундагы аралыктар;
d - сыяктуу 1c, бирок жаныбардан алыс аралыкта жайгашкан EBC үчүн;
e - сыяктуу 1c, бирок эки тескери EBC үчүн;
f — байкалган клеткалар үчүн орточо алынган узундуктун бөлүштүрүлүшү;
g - кыймылдын багытын жана баштын багытын пайдалануу менен ЭБК үчүн орточо натыйжа узундугун бөлүштүрүү;
h — клеткалардын орточо реакциясынын бөлүштүрүлүшү (бардыгы жана ЭБК).
44 эксперимент жүргүзүлдү, анда келемиштер туш келди чачылган азыктарды тааныш мейкиндикте (ачык, лабиринтте эмес) чогулткан. Натыйжада 939 клетка катталган. Чогултулган маалыматтардан 31 баш багыт клеткалары (HDCs) аныкталган, бирок клеткалардын аз гана бөлүгү, тагыраак айтканда, 19, аллоцентрдик мейкиндик байланыштары болгон. Анын үстүнө айлана-чөйрөнүн периметри менен чектелген бул клеткалардын активдүүлүгү келемиштин сыноо камерасынын дубалдары боюнча кыймылы учурунда гана байкалган, бул мейкиндиктин чектерин коддоонун эгоцентрдик схемасын сунуштайт.
Клетканын активдүүлүгүнүн туу чокусуна негизделген мындай эгоцентрдик өкүлчүлүктүн мүмкүнчүлүктөрүн баалоо үчүн эгоцентрдик чек ара карталары түзүлдү (1b), башынын абалына караганда, келемиштин кыймылынын багытына салыштырмалуу чек аралардын багытын жана алыстыгын сүрөттөйт (салыштыруу 1g).
Жазылган клеткалардын 18%ы (171дан 939и) камеранын чек арасы эксперименталдыкка салыштырмалуу белгилүү бир позицияны жана багытты ээлегенде олуттуу жооп көрсөттү.1f). Окумуштуулар аларды egocentric чек ара клеткалары (EBCs) деп аташат. эгоцентрдик чек ара клеткалары). Эксперименталдык субъекттердеги мындай клеткалардын саны 15тен 70ке чейин, орто эсеп менен 42.75 (1c, 1d).
Эгоцентрдик чектердин клеткаларынын арасында камеранын чектерине жооп катары активдүүлүгү төмөндөп кеткендер да болгон. Алардын жалпы саны 49 болгон жана алар тескери EBCs (iEBCs) деп аталган. EBC жана iEBCде клетканын орточо реакциясы (аракет потенциалы) өтө төмөн болгон - 1,26 ± 0,09 Гц (1h).
EBC клеткасынын популяциясы сыналуучуга карата камеранын чек арасынын бардык багыттарына жана позицияларына жооп берет, бирок артыкчылыктуу багыттын бөлүштүрүлүшү бимодалуу болуп саналат, чокулары жаныбардын эки тарабында 180° карама-каршы жайгашкан (-68° жана 112°) , жаныбардын узун огуна перпендикулярдан 22° (2d).
Сүрөт #2: Эгоцентрдик чек ара клеткаларынын (EBCs) жооп берүүсү үчүн артыкчылыктуу багыт жана аралык.
№2 сүрөт үчүн түшүндүрмөлөр:a — ар бир графиктин үстүндө көрсөтүлгөн ар кандай артыкчылыктуу багыттары менен бир эле учурда текшерилген төрт ЭБК үчүн эгоцентрдик чек ара карталары;
b - тартып клеткаларына ылайык тетроддордун абалы 2a (сандар тетроддун санын көрсөтөт);
с — бир келемиштин бардык EBC үчүн артыкчылыктуу багыттардын ыктымалдык бөлүштүрүлүшү;
d — бардык келемиштердин EBC үчүн артыкчылыктуу багыттарынын ыктымалдык бөлүштүрүлүшү;
е — көрсөтүлгөн клеткалар үчүн тетрод позициялары 2f;
f - ар бир графиктин үстүндө көрсөтүлгөн ар кандай артыкчылыктуу аралыктар менен бир эле учурда жазылган алты ЭБК үчүн эгоцентрдик чек ара карталары;
g — бир келемиштин бардык EBC үчүн артыкчылыктуу аралыктын ыктымалдык бөлүштүрүлүшү;
h — бардык келемиштердин EBC үчүн артыкчылыктуу аралыктын ыктымалдык бөлүштүрүлүшү;
i чекиттердин түсү жана диаметри менен көрсөтүлгөн мейкиндиктин өлчөмү менен бардык EBC үчүн артыкчылыктуу аралыктын жана артыкчылыктуу багыттын полярдык сюжети.
Чек арага чейинки артыкчылыктуу аралыкты бөлүштүрүү үч чокуну камтыды: 6.4, 13.5 жана 25.6 см, бул ЭБКнын ортосунда үч түрдүү артыкчылыктуу аралыктын бар экендигин көрсөтөт (2f-2h), иерархиялык навигациялык издөө стратегиясы үчүн маанилүү болушу мүмкүн. EBC кабылдагыч талааларынын өлчөмү артыкчылыктуу аралыктын функциясы катары көбөйдү (2i), бул чек аралардын эгоцентрдик чагылдырылышынын тактыгы дубал менен эксперимент объектинин ортосундагы аралыктын азайышы менен жогорулай тургандыгын көрсөтөт.
Артыкчылыктуу ориентацияда да, аралыкта да так топография жок болчу, анткени дубалга салыштырмалуу ар кандай ориентациялар жана аралыктар менен субъекттин активдүү EBCs бир тетроддо пайда болгон (2a, 2b, 2e и 2f).
Ошондой эле, EBCs сыноо камераларынын каалаган вариантында мейкиндиктин чектерине (камеранын дубалдарына) ырааттуу жооп берери аныкталган. EBCs камеранын дисталдык өзгөчөлүктөрүнө эмес, анын жергиликтүү чектерине жооп берерин тастыктоо үчүн окумуштуулар камеранын абалын 45° буруп, бир нече дубалды кара кылып, аны мурунку сыноолордо колдонулгандан айырмалашты.
Маалыматтар кадимки сыноо камерасында да, айланма камерада да чогултулган. Сыноо камерасынын өзгөрүшүнө карабастан, EBC тест субъекттеринин дубалдарына карата бардык артыкчылыктуу багыттары жана аралыктары ошол эле бойдон калды.
Бурчтардын маанилүүлүгүн эске алуу менен, EBCs бул жергиликтүү экологиялык атрибуттарды уникалдуу түрдө коддоо мүмкүнчүлүгү да каралган. Бурчтарга жакын жооп менен дубалдын ортосуна жакын жооп ортосундагы айырманы изоляциялоо менен, биз бурчтарга жооп кайтарууну күчөткөн EBC клеткаларынын бир бөлүгүн (n = 16; 9,4%) аныктадык.
Ошентип, биз EBC клеткалары камеранын периметрине, башкача айтканда, сыноо камерасынын дубалдарына жана анын бурчтарына жакшы жооп берет деген ортодогу жыйынтык чыгарсак болот.
Андан кийин окумуштуулар EBC клеткаларынын ачык мейкиндикке реакциясы (лабиринти жок сыноо аренасы, б.а. 4 гана дубал) сыноо бөлмөсүнүн ар кандай версиялары үчүн бирдей экендигин текшеришти. 3 чуркоо жүргүзүлдү, алардын ар биринде дубалдын узундугу мурункулардан 50 см айырмаланган.
Сыноочу камеранын көлөмүнө карабастан, EBCs анын чектерине тест субъектине карата бирдей аралыкта жана ориентацияда жооп беришти. Бул жооп экологиялык өлчөмү менен масштабдуу эмес экенин көрсөтүп турат.
Сүрөт #3: EBC клеткаларынын мейкиндик чектерине туруктуу реакциясы.
№3 сүрөт үчүн түшүндүрмөлөр:а — нормалдуу шарттарда эгоцентрдик EBC карталары (солдо) жана сыноо камерасы 45° бурулганда (оңдо);
b — 1.25 х 1.25 м (солдо) жана чоңойтулган камера үчүн 1.75 х 1.75 м (оңдо) үчүн эгоцентрдик EBC карталары;
с — кадимки кара камера дубалдары (солдо) жана оюм-чийимдүү дубалдары бар эгоцентрдик EBC карталары (оңдо);
d-f — артыкчылыктуу аралыктын графиктери (жогорку) жана негизги сызыкка (төмөнкү) салыштырмалуу артыкчылыктуу багыттын өзгөрүшү.
Стриатум мээнин көрүү кабыгынын бир нече аймактарынан айлана-чөйрө жөнүндө маалымат алгандыктан, илимпоздор дубалдардын сырткы көрүнүшү да таасир этеби (3c) EBC клеткаларынын реакциясы боюнча камералар.
Мейкиндиктин чек араларынын көрүнүшүн өзгөртүү EBC клеткаларынын реакциясына жана эксперименталдык субъектке карата реакция үчүн талап кылынган аралыкка жана багытка эч кандай таасир тийгизген эмес.
Сүрөт #4: Айлана-чөйрөгө карабастан, EBC клеткасынын реакциясынын ырааттуулугу.
№4 сүрөт үчүн түшүндүрмөлөр:а — тааныш (солдо) жана жаңы (оң) чөйрөлөрдө EBC үчүн эгоцентрдик карталар;
b — ошол эле чөйрөдө алынган, бирок убакыт аралыгы менен EBC үчүн эгоцентрдик карталар;
с — жаңы (тааныбаган) чөйрөлөр үчүн артыкчылыктуу аралыктын (жогорку) жана базистик (төмөнкү) сызыгына салыштырмалуу артыкчылыктуу багыттын өзгөрүүлөрүнүн графиктери;
d — артыкчылыктуу аралыктын графиктери (жогорку) жана мурда изилденген (тааныш) чөйрөлөр үчүн базалык (төмөнкү) сызыкка салыштырмалуу артыкчылыктуу багыттын өзгөрүшү.
Ошондой эле EBC клеткаларынын жообу, ошондой эле эксперименталдык субъектке карата талап кылынган багыт жана аралык убакыттын өтүшү менен өзгөрбөй турганы аныкталган.
Бирок, бул "убакыт" сыноо ошол эле сыноо камерасында жүргүзүлгөн. Ошондой эле белгилүү шарттарга жана жаңы шарттарга EBC реакциясынын ортосунда кандай айырма бар экенин текшерүү керек болчу. Бул үчүн, келемиштер мурунку сыноолордон мурунтан эле билген камераны, анан ачык мейкиндиги бар жаңы камераларды изилдегенде бир нече чуркоо жүргүзүлдү.
Сиз ойлогондой, EBC клеткасынын жообу + каалаган багыт/аралык жаңы камераларда өзгөрүүсүз калды (4a, 4c).
Ошентип, EBC жообу дубалдардын сырткы көрүнүшүнө, сыноо камерасынын аянтына, анын кыймылына жана убакытына карабастан, ошол чөйрөнүн бардык түрлөрүндө сыноо субъектине салыштырмалуу чөйрөнүн чектерин туруктуу чагылдырууну камсыз кылат. палатада өткөргөн тема.
Изилдөөнүн нюанстары менен кененирээк таанышуу үчүн мен карап көрүүнү сунуштайм и ага.
эпилогунда
Бул иште окумуштуулар мейкиндикте ориентация учун ете маанилуу болгон айлана-чөйрөнү эгоцентрдик чагылдыруу теориясын иш жүзүндө ырастай алышты. Алар аллоцентрдик мейкиндик өкүлчүлүгү менен реалдуу аракеттин ортосунда эгоцентрдик чек ара клеткалары (EBC) деп аталган стриатумдагы белгилүү клеткаларды камтыган аралык процесс бар экенин көрсөтүштү. Ошондой эле, EBCs тест субъекттеринин башын гана эмес, бүт дененин кыймылын көзөмөлдөөгө көбүрөөк байланыштуу экени аныкталган.
Бул изилдөө космостогу ориентациянын толук механизмин, анын бардык компоненттерин жана өзгөрмөлөрүн аныктоого багытталган. Бул иш, илимпоздордун пикири боюнча, биз сыяктуу эле алардын айланасындагы мейкиндикти түшүнө ала турган автономдуу унаалар жана роботтор үчүн навигация технологияларын жакшыртууга жардам берет. Окумуштуулар мээнин кээ бир аймактарынын ортосундагы байланышты жана космосто навигация кантип ишке ашырылып жатканын изилдөөнү улантууга негиз берген иштеринин натыйжаларына абдан ыраазы.
Окуганыңыз үчүн рахмат, кызыктуу болуңуз жана жумаңыз жакшы өтсүн! 🙂
Биз менен болгонуңуз үчүн рахмат. Биздин макалалар сизге жагабы? Көбүрөөк кызыктуу мазмунду көргүңүз келеби? Буйрутма берүү же досторуңузга сунуштоо менен бизди колдоңуз, Habr колдонуучулары үчүн биз сиз үчүн ойлоп тапкан баштапкы деңгээлдеги серверлердин уникалдуу аналогуна 30% арзандатуу: (RAID1 жана RAID10 менен жеткиликтүү, 24 өзөккө чейин жана 40 ГБ DDR4 чейин).
Dell R730xd 2 эсе арзанбы? Бул жерде гана Нидерландыда! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 доллардан! Жөнүндө окуу
Source: www.habr.com