Lëvizja është jetë. Ky shprehje mund të interpretohet si një motivim për të ecur përpara, për të mos qëndruar në vend dhe për të arritur atë që dëshirojmë, si dhe si një konstatim faktik se pothuajse çdo krijesë e gjallë kalon pjesën më të madhe të jetës në lëvizje. Për të siguruar që lëvizjet dhe zhvendosjet tona në hapësirë të mos përfundojnë vazhdimisht me cope të lënduara dhe gishta te këmbëve të thyer, truri ynë përdor "hartat" e ruajtura të ambientit rrethues, të cilat dalin pa vetëdije në momentin e lëvizjes tonë. Megjithatë, ka një mendim se truri i aplikon këto harta jo nga një distancë, siç thonë, por duke vendosur personin në këtë hartë dhe duke mbledhur të dhëna nga një këndvështrim i parë. Për të provuar këtë teori, shkencëtarët nga Universiteti i Bostonit zhvilluan një sërë eksperimentesh praktikë me mi laboratorikë. Si ndodhet vërtet truri në hapësirë, cilat qelizat janë të angazhuara në këtë proces dhe çfarë roli luan kjo hulumtim për të ardhmen e veturave autonome dhe robotëve? Këtë do të mësojmë nga raporti i grupit kërkues. Le të fillojmë.
Baza e studimit
Së paku, fakti i vendosur shumë vite më parë është se pjesa kryesore e trurit që përgjigjet për orientimin në hapësirë është hipokampi.
Hipokampi merr pjesë në një gamë të gjerë procesesh: formimin e emocioneve, transformimin e memories afatshkurtër në memories afatgjata dhe formimin e memories hapësinore. E fundit është burimi i atyre "hartave" që truri ynë i thërret në momentin e duhur për një orientim më efikas në hapësirë. Me fjalë të tjera, hipokampi ruan modele neuronale tre-dimensionale të hapësirës, brenda së cilës ndodhet pronari i trurit.
Hipokampi
Ekziston një teori që pretendon se midis navigimit faktik dhe hartave nga hipokampi ka një etapë ndërmjetëse - transformimi i këtyre hartave në një pamje nga perspektiva e parë. Kjo do të thotë se njeriu përpiqet të kuptojë se ku ndodhet gjithçka, jo siç e shohim në hartat reale, por se ku do të ishte gjithçka në raport me veten e tij (siç është funksioni "shqyrtimi i rrugëve" në Google Maps).
Autorët e punës që po shqyrtojmë theksojnë se: Kartat kognitive të mjedisit kodifikohen në formacionin hipokampal në një sistem allocentrik, por motori (lëvizjet vetë) paraqiten në një sistem egocentrik.
UFO: Enemy Unknown (sistema allocentrike) dhe DOOM (sistema egocentrike).
Kushtet midis sistemeve allocentrike dhe egocentrike i ngjajnë diferencës midis lojrave nga një perspektivë e tretë (ose nga një pamje nga anash, nga sipër etj.) dhe lojrave me pamje nga perspektiva e parë. Në rastin e parë, mjedisi është ai që na intereson, ndërsa në të dytin, pozita jonë në lidhje me atë mjedis. Kështu, planet e navigimit allocentrike duhet të transformohen në një sistem egocentrik për realizimin e faktik në hapësirë.
Kërkuesit besojnë se është dorsomedial striatumi (DMS)* luan një rol të rëndësishëm në procesin e përshkruar më sipër.
Trupi i stripave të trurit të njeriut.
Striatumi* â pjesa e brain qĂ« i pĂ«rket bĂ«rthamave bazale; striatumi merr pjesĂ« nĂ« rregullimin e tonit muskulor, organeve tĂ« brendshme dhe reagimeve tĂ« sjelljes; striatumi gjithashtu njihet si "trupi me vijĂ«" pĂ«r shkak tĂ« strukturĂ«s sĂ« tij me banda tĂ« alternuara tĂ« substancĂ«s gri dhe tĂ« bardhĂ«.
DMS tregon përgjigjet neuronale të lidhura me marrjen e vendimeve dhe përmbushjen e veprimeve në lidhje me navigimin në hapësirë, kështu që ky sektor i brain duhet të studiohet më në detaje.
Rezultatet e hulumtimit
Për të përcaktuar praninë/mungesën e informacionit egocentrik hapësinor në trupin me vijë (DMS), 4 meshkuj miqsh u implantuan deri në 16 tetrodo (elektroda speciale të lidhura me pjesët e nevojshme të brainit), të drejtuara drejt DMS (1a).
Imazhi â1: reagimi i qelizave tĂ« trupit me vijĂ« ndaj kufijve tĂ« mjedisit nĂ« sistemin e referencĂ«s egocentrike.
Shpjegimet pĂ«r imazhin â1:a â pikat e vendndodhjes sĂ« tetrodeve;
b â harta egocentrike e kufijve;
me â harta hapĂ«sinore aloentrike (4 katrorĂ« majtas), grafikĂ«t e trajektoreve me kodim ngjyrash tĂ« vendeve tĂ« kulmeve tĂ« reagimeve tĂ« qelizave nĂ« lidhje me pozicionin e trupit dhe harta egocentrike (4 katrorĂ« djathtas) tĂ« bazuara nĂ« reagimet e qelizave EBC nĂ« orientime dhe distanca tĂ« ndryshme midis minjve dhe murit;
d â si dhe nĂ« 1c, por pĂ«r EBC me distanca tĂ« preferuara, tĂ« larguara nga kafsha;
e â si dhe nĂ« 1c, por pĂ«r dy EBC tĂ« kundĂ«rt;
f â shpĂ«rndarja e gjatĂ«si rezultante mesatare pĂ«r qelizat e vĂ«zhguara;
g â shpĂ«rndarja e gjatĂ«si rezultante mesatare pĂ«r EBC duke pĂ«rdorur drejtimin e lĂ«vizjes dhe drejtimin e kokĂ«s;
h â shpĂ«rndarja e reagimit mesatar tĂ« qelizave (tĂ« gjithĂ« dhe EBC).
Janë kryer 44 eksperimente, kur minjtë grumbulluan ushqim të shpërndarë rastësisht në një hapësirë që e njihnin (në ambient të hapur, jo në labirinth). Si rezultat u regjistruan 939 qeliza. Nga të dhënat e mbledhura u konstatua prania e 31 qelizave të drejtimit të kokës (HDC), por vetëm një pjesë e vogël e qelizave, përkatësisht 19, kishin korelate hapësinore allocentrike. Aktiviteti i këtyre qelizave, i kufizuar në perimetrin e mjedisit, u vërejt vetëm gjatë lëvizjes së minjve përgjatë mureve të dhomës së provës, e cila sugjeron një skemë kodimi egocentrike të kufijve të hapësirës.
Për të vlerësuar mundësitë e një përfaqësimi të tillë egocentrik mbi bazën e pikave më të larta të aktivitetit të qelizave, u krijuan hartat egocentrike të kufijve (1b), të cilat ilustrojnë orientimin dhe distancën e kufijve në raport me drejtimin e lëvizjes së minjve, dhe jo me pozitat e kokës së tyre (krahasimi në 1g).
18% e qelizave tĂ« regjistruara (171 nga 939) demonstruan njĂ« reagim tĂ« rĂ«ndĂ«sishĂ«m kur kufiri i dhomĂ«s kishte njĂ« pozicion dhe orientim tĂ« caktuar nĂ« raport me subjektin (1f). ShkencĂ«tarĂ«t i quajtĂ«n ato qeliza tĂ« kufijve egocentrikĂ« (EBC â qelizat e kufijve egocentrikĂ«). Numri i kĂ«tyre qelizave te subjektet varionte nga 15 deri nĂ« 70 me njĂ« mesatare prej 42.75 (1c, 1d).
Mes qelizave tĂ« kufijve egocentrikĂ« ishin ato, aktivizimi i tĂ« cilave u ul nĂ« pĂ«rgjigje tĂ« kufijve tĂ« dhomĂ«s. Gjithsej ishin 49 dhe u quajtĂ«n EBC revers (iEBC). Niveli mesatar i reagimit tĂ« qelizave (potenciali i tyre i veprimit) te EBC dhe iEBC ishte mjaft i ulĂ«t â 1.26 ± 0.09 Hz (1h).
Popullsia e qelizave EBC reagon ndaj të gjitha varianteve të orientimit dhe pozicionit të kufijve të dhomës në raport me subjektin, por shpërndarja e orientimit të preferuar është bimodale me maja të vendosura në 180° njëra përballë tjetrës nga të dyja anët e kafshës (-68° dhe 112°), duke u shfaqur paksa e zhvendosur nga perpendikularja ndaj boshtit të gjatë të kafshës me 22° (2d).
Imazhi â2: orientimi i preferuar dhe distanca pĂ«r reagimin e qelizave egocentrike tĂ« kufijve (EBC).
Shpjegime pĂ«r imazhin â2:a â hartat egocentrike tĂ« kufijve pĂ«r katĂ«r EBC qĂ« u studiuan njĂ«kohĂ«sisht me orientime tĂ« ndryshme tĂ« preferuara, tĂ« shĂ«nuara mbi çdo grafik;
b â pozita e tetrodĂ«ve pĂ«rkatĂ«sisht me qelizat nga 2a (numrat tregojnĂ« numrin e tetrodĂ«s);
me â shpĂ«rndarja e probabiliteteve tĂ« orientimeve preferenciale pĂ«r tĂ« gjitha EBC tĂ« njĂ« brejtĂ«si;
d â shpĂ«rndarja e probabiliteteve tĂ« orientimeve preferenciale pĂ«r EBC tĂ« tĂ« gjithĂ« brejtĂ«sve;
e â pozita e tetrodĂ«ve pĂ«r qelizat e paraqitura nĂ« 2f;
f â harta egocentrike e kufijve pĂ«r gjashtĂ« EBC tĂ« regjistruara njĂ«kohĂ«sisht me distanca preferenciale tĂ« ndryshme, tĂ« shĂ«nuara mbi çdo grafik;
g â shpĂ«rndarja e probabiliteteve tĂ« distancĂ«s preferenciale pĂ«r tĂ« gjitha EBC tĂ« njĂ« brejtĂ«si;
h â shpĂ«rndarja e probabiliteteve tĂ« distancĂ«s preferenciale pĂ«r EBC tĂ« tĂ« gjithĂ« brejtĂ«sve;
i â grafiku polar i distancĂ«s preferenciale dhe orientimit preferencial pĂ«r tĂ« gjitha EBC, me madhĂ«sinĂ« e hapĂ«sirĂ«s tĂ« paraqitur me ngjyrĂ« dhe diametrin e pikave.
ShpĂ«rndarja e distancĂ«s preferenciale deri nĂ« kufi kishte tri maja: 6.4, 13.5 dhe 25.6 cm, qĂ« tregon praninĂ« e tre distancave preferenciale tĂ« ndryshme midis EBC (2fâ2h), tĂ« cilat mund tĂ« jenĂ« tĂ« rĂ«ndĂ«sishme pĂ«r strategjinĂ« e kĂ«rkimit hierarkik tĂ« navigimit. MadhĂ«sia e fushave receptive EBC Ă«shtĂ« rritur nĂ« varĂ«si tĂ« distancĂ«s sĂ« preferuar (2i), e cila tregon se saktĂ«sia e pĂ«rfaqĂ«simit egocentrik tĂ« kufijve rritej ndĂ«rsa distanca midis murit dhe subjektit zvogĂ«lohej.
Si në orientimin e preferuar ashtu edhe në distancë nuk kishte një topografi të qartë, pasi EBC aktiv i subjektit me orientime dhe distanca të ndryshme ndaj murit shfaqeshin në të njëjtin tetrod (2a, 2b, 2e dhe 2f).
Gjithashtu, u zbulua se EBC reagon qëndruar ndaj kufijve të hapësirës (muret e dhomës) në çdo variant testimi të dhomave. Për të konfirmuar se EBC reagojnë ndaj kufijve lokalë të dhomës dhe jo ndaj veçorive të saj distale, shkencëtarët "kthyen" pozicionin e dhomës në 45° dhe e bënë disa mure të zeza, duke e bërë atë ndryshe nga ajo e përdorur në testet e mëparshme.
Të dhënat u mbledhën si në një dhomë prove normale ashtu edhe në një të kthyer. Megjithëse dhoma e testit ndryshoi, të gjitha orientimet dhe distancat e preferuara ndaj mureve mbetën të njëjta për EBC të subjekteve.
Duke marrë parasysh rëndësinë e këndeve, u shqyrtua gjithashtu mundësia që EBC të kodifikojë në mënyrë unike këto atribute lokale të mjedisit. Duke nxjerrë dallimin midis reagimit pranë këndeve dhe reagimit afër murit të mesëm, u identifikua një nëngrup qelizash EBC (n = 16; 9,4%) që tregojnë një reagim të shtuar ndaj këndeve.
Prandaj, mund të nxirret një përfundim i përkohshëm se qelizat EBC reagojnë mirë ndaj perimetrit të dhomës, pra ndaj mureve të dhomës testuese dhe këndeve të saj.
Më pas, shkencëtarët kontrolluan nëse reagimi i qelizave EBC ndaj hapësirës së hapur (arena testuese pa labirint, pra thjesht 4 mure) ishte i njëjtë në variante të ndryshme të sipërfaqes së dhomës testuese. U kryen 3 përpjekje, në secilën prej të cilave gjatë murit ndryshonte nga e mëparshmja me 50 cm.
Pavarësisht nga përmasat e dhomës testuese, EBC reaguan ndaj kufijve të saj në distanca dhe orientime të njëjta në raport me subjektin. Kjo tregon se nuk ka shkallëzimin e reagimit në varësi të madhësisë së mjedisit përreth.
Imazhi Nr. 3: reagimi stabil i qelizave EBC ndaj kufijve të hapësirës.
Shpjegime pĂ«r imazhin Nr. 3:a â hartat egocentrike EBC nĂ«n kushte normale (majtas) dhe kur treguesi i testit kthehet 45° (djathtas);
b â hartat egocentrike EBC pĂ«r njĂ« kamerĂ« me pĂ«rmasat 1.25 x 1.25 m (majtas) dhe pĂ«r njĂ« kamerĂ« tĂ« zgjeruar 1.75 x 1.75 m (djathtas);
me â hartat egocentrike EBC pĂ«rkrah mureve tĂ« zakonshĂ«m tĂ« zezĂ« tĂ« kamerĂ«s (majtas) dhe pĂ«rkrah mureve me modele (djathtas);
dâf â grafikĂ«t e distancĂ«s sĂ« preferuar (sipĂ«r) dhe ndryshimit tĂ« orientimit tĂ« preferuar nĂ« raport me linjĂ«n bazĂ« (poshtĂ«).
Sepse trupi i shiritave merr informacion rreth mjedisit nga disa zona të korteksit vizual të trurit, studiuesit gjithashtu kontrolle se a ndikon pamja e mureve (3c) të kamerës në reagimin e qelizave EBC.
Ndryshimi i pamjes së kufijve të hapësirës nuk kishte asnjë efekt në reagimin e qelizave EBC dhe në distancën dhe orientimin e nevojshëm për reaksion në lidhje me subjektin.
Imazhi nr. 4: stabiliteti i reagimit të qelizave EBC pa marrë parasysh mjedisin.
Shpjegimet pĂ«r imazhin nr. 4:a â hartat egocentrike pĂ«r EBC nĂ« njĂ« ambient tĂ« njohur (majtas) dhe tĂ« ri (djathtas);
b â hartat egocentrike pĂ«r EBC, tĂ« marra nĂ« tĂ« njĂ«jtin ambient, por me njĂ« interval kohor;
me â grafikĂ«t e distancĂ«s preferenciale (lart) dhe ndryshimeve tĂ« orientimit preferencial nĂ« raport me linjĂ«n bazĂ« (poshtĂ«) pĂ«r mjedis tĂ« rinj (tĂ« panjohur);
d â grafikĂ«t e distancĂ«s preferenciale (lart) dhe ndryshimeve tĂ« orientimit preferencial nĂ« raport me linjĂ«n bazĂ« (poshtĂ«) pĂ«r mjedis tĂ« njohur (tĂ« njohur mĂ« parĂ«).
Gjithashtu u vërtetua se reagimi i qelizave EBC, si dhe orientimi dhe distanca e nevojshme në raport me subjektin, nuk ndryshojnë me kalimin e kohës.
Megjithatë, ky test "kohor" u realizua në të njëjtën dhomë testimi. Duhej gjithashtu të kontrollohej cila ishte ndryshimi mes reagimit të EBC-së ndaj kushteve të njohura dhe kushteve të reja. Për këtë, u realizuan disa kalime, kur ratat studionin dhomën që tashmë e njihnin nga testet e mëparshme, dhe pastaj dhoma të reja në hapësirë të hapur.
Siç e keni kuptuar, reagimi i qelizave EBC + orientimi/distanca e nevojshme mbetën të pandryshuara në dhomat e reja (4a, 4c).
Kështu, reagimi i EBC siguron një paraqitje të qëndrueshme të kufijve të ambientit në lidhje me subjektin në të gjitha llojet e këtij ambienti, pavarësisht nga pamja e mureve, sipërfaqja e dhomës së testimit, lëvizja e saj dhe koha e kaluar nga subjekti në dhomë.
Për një njohje më të detajuar me nuancat e hulumtimit, rekomandoj të shikoni në dhe për të.
Epilogu
Në këtë punë, shkencëtarët arritën të konfirmojnë praktikisht teorinë mbi përfaqësimin egocentrik të ambientit, që është jashtëzakonisht e rëndësishme për orientimin në hapësirë. Ata dëshmuan se midis përfaqësimit alocentrik hapësinor dhe veprimit aktual ka një proces ndërmjetësor, në të cilin marrin pjesë disa qeliza të trupit të rajonit strijpe, të quajtura qeliza të kufijve egocentrik (EBC). Po ashtu, u vërtetua se EBC janë më shumë të lidhura me menaxhimin e lëvizjes së tërë trupit, dhe jo vetëm të kokës së subjektit.
Kyky kjo studim kishte si qëllim të përcaktonte mekanizmin e plotë të orientimit në hapësirë, të gjitha komponentët dhe variablat e tij. Ky punim, sipas shkencëtarëve, më pas do të ndihmojë në përmirësimin e teknologjive të navigimit për automjetet autonome dhe për robotët që do të kenë mundësinë të kuptojnë hapësirën përreth tyre, ashtu siç e bëjmë ne. Hulumtuesit janë tepër të lumtur me rezultatet e punës së tyre, të cilat ofrojnë baza për të vazhduar studimin e lidhjeve midis disa zonave të trurit dhe mënyrës se si realizohet navigimi në hapësirë.
FalĂ«nderoj pĂ«r vĂ«mendjen, qĂ«ndroni kuriozĂ« dhe gjithĂ« tĂ« mirat pĂ«r njĂ« javĂ« tĂ« mbarĂ«, guys! đ
Faleminderit që jeni me ne. Ju përqejnë artikujt tanë? Doni të shihni më shumë materiale interesante? Na mbështesni me një porosi ose duke na rekomanduar miqve tuaj, 30% zbritje për përdoruesit e Habra për një alternativë unike të serverëve entry-level, e cila është krijuar nga ne për ju: (disponohen variante me RAID1 dhe RAID10, deri në 24 bërthama dhe deri në 40GB DDR4).
Dell R730xd pĂ«r dy herĂ« mĂ« lirĂ«? VetĂ«m kĂ«tu nĂ« HolandĂ«! Dell R420 â 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB â nga $99! Lexoni rreth
Burimi: habr.com
