Lëvizja është jetë. Kjo frazë mund të interpretohet si një motivim për të lëvizur përpara, për të mos qëndruar në vend dhe për të arritur atë që dëshirojmë, dhe si një konstatim i faktit se praktikisht të gjitha qeniet e gjalla kalojnë pjesën më të madhe të jetës në lëvizje. Për të bërë që lëvizjet dhe zhvendosjet tona në hapësirë të mos përfundojnë çdoherë me goditje në ballë dhe gishta të këmbës të thyer, truri ynë përdor "hartat" e ruajtura të mjedisit, të cilat dalin pa e ndjerë në momentin tonë të lëvizjes. Megjithatë, disa besojnë se truri i zbret këto harta nga një këndvështrim të parë, duke e vendosur personin në këtë hartë dhe duke grumbulluar të dhëna nga ky kënd. Për të provuar këtë teori, shkencëtarët nga Universiteti i Bostonit realizuan një seri eksperimentesh praktike me mi laboratori. Si orienton truri në hapësirë, cilat qeliza angazhohen dhe çfarë roli luan ky studim për të ardhmen e makinave autonome dhe robotëve? Këtë do ta mësojmë nga raporti i grupit kërkimor. Le të shkojmë.
Baza e kërkimit
Pra, fakti i vendosur shumë vite më parë është se pjesa kryesore e trurit, përgjegjëse për orientimin në hapësirë, është hipokampi.
Hipokampi merr pjesë në disa procese të ndryshme: formimin e emocioneve, transformimin e memories afatshkurtër në memories afatgjatë dhe formimin e memories hapësinore. Pikërisht kjo e fundit është burimi i "hartave" që truri ynë i kujton për orientim më efektiv në hapësirë. Me fjalë të tjera, hipokampi mban modele neuronale tridimensionale të hapësirës, brenda së cilës ndodhet pronari i trurit.
Hipokampi
Ekziston njĂ« teori qĂ« thotĂ« se mes navigimit faktik dhe hartave nga hipokampi ka njĂ« fazĂ« ndĂ«rmjetĂ«se â transformimi i kĂ«tyre hartave nĂ« pamje nga kĂ«ndvĂ«shtrimi i parĂ«. DomethĂ«nĂ«, njeriu pĂ«rpiqet tĂ« kuptojĂ« se ku ndodhet çdo gjĂ«, jo nĂ« mĂ«nyrĂ« tĂ« pĂ«rgjithshme (siç e shohim nĂ« harta tĂ« vĂ«rteta), por ku do tĂ« jetĂ« çdo gjĂ« nĂ« raport me vetĂ« atĂ« (si funksioni "shiko rrugĂ«t" nĂ« Google Maps).
Autorët e këtij punimi theksojnë se: Hartat kognitive të ambientit kodifikohen në formacionin hippocampal në një sistem allocentrik, por motorika (lëvizjet vetë) paraqitet në sistemin egocentrik.
UFO: Enemy Unknown (sistemi allocentrik) dhe DOOM (sistemi egocentrik).
Dallimi midis sistemeve allocentrike dhe egocentrike i ngjan dallimit midis lojĂ«rave nga Perspektiva e TretĂ« (ose nga pamja nga tĂ«rthor, lart etj.) dhe lojĂ«rave nga Perspektiva e ParĂ«. NĂ« rastin e parĂ«, pĂ«r ne Ă«shtĂ« e rĂ«ndĂ«sishme ambienti vetĂ«, ndĂ«rsa nĂ« tĂ« dytin â pozita jonĂ« nĂ« raport me kĂ«tĂ« ambient. KĂ«shtu, planet naviguese allocentrike duhet tĂ« kthehen nĂ« sistemin egocentrik pĂ«r realizim faktik, d.m.th. pĂ«r tĂ« lĂ«vizur nĂ« hapĂ«sirĂ«.
Hulumtuesit besojnë se striatumi dorso-medial (DMS)* luan një rol të rëndësishëm në procesin e përshkruar më sipër.
Striatumi i trurit të njeriut.
Striatumi* është një pjesë e trurit që i përket bazaleve; striatumi merr pjesë në rregullimin e tonusit muskulor, organeve të brendshme dhe reagimeve të sjelljes; striatumi gjithashtu quhet "trupi i striat" për shkak të strukturës së tij të alternuar nga banda gri dhe e bardhë.
DMS tregon përgjigje neuronale të lidhura me marrjen e vendimeve dhe përmbushjen e veprimeve në lidhje me navigimin në hapësirë, prandaj ky segment i trurit duhet të studiohet më në thellësi.
Rezultatet e studimit
Për të përcaktuar praninë/zhvLeftjen e informacionit hapësinor egocentrik në trupin striat (DMS), katër mashkullorë miqsh iu implantuan deri në 16 tetroda (elektroda speciale, të lidhura me pjesën e nevojshme të trurit), të destinuara për DMS (1a).
Figura Nr. 1: përgjigja e qelizave të trupit striat ndaj kufijve të ambientit në sistemin egocentrik të referencës.
Shpjegimet pĂ«r figurĂ«n Nr. 1:a â pikĂ«t e vendndodhjes sĂ« tetrodĂ«ve;
b â harta egocentrike e kufijve;
me â hartat hapĂ«sinore allocentrike (4 katrorĂ« nĂ« tĂ« majtĂ«), grafiket e trajektorive me kodim ngjyrash tĂ« vendndodhjeve tĂ« majave tĂ« pĂ«rgjigjeve tĂ« qelizave nĂ« raport me pozicionin e trupit dhe hartat egocentrike (4 katrorĂ« nĂ« tĂ« djathtĂ«) mbi bazĂ«n e pĂ«rgjigjeve tĂ« qelizave EBC nĂ« orientime tĂ« ndryshme dhe distancĂ«n midis miut dhe murit;
d â si nĂ« 1c, por pĂ«r EBC me distanca preferenciale, tĂ« larguara nga kafsha;
e â si nĂ« 1c, por dy KBC tĂ« dyfishta;
f â shpĂ«rndarja e gjatĂ«si mesatare tĂ« rezultatave pĂ«r qelizat e vĂ«zhguara;
g â shpĂ«rndarja e gjatĂ«si mesatare tĂ« rezultatave pĂ«r KBC duke pĂ«rdorur drejtimin e lĂ«vizjes dhe pozicionin e kokĂ«s;
h â shpĂ«rndarja e reagimit mesatar tĂ« qelizave (tĂ« gjitha dhe KBC).
U kryen 44 eksperimente kur minjtë grumbullonin ushqim të shpërndarë rastësisht në një hapësirë të njohur (të hapur, jo në labirint). Si rezultat, u regjistruan 939 qeliza. Nga të dhënat e mbledhura, u përcaktua prania e 31 qelizave të drejtimit të kokës (HDC), megjithatë vetëm një pjesë e vogël e qelizave, përkatësisht 19, kishin korelate hapësinore allocentrike. Aktiviteti i këtyre qelizave, i kufizuar nga perimetri i ambientit, u vërejt vetëm gjatë lëvizjes së minjve përgjatë mureve të dhomës së testimit, gjë që sugjeron një skemë egoqendrore të kodimit të kufijve të hapësirës.
Për të vlerësuar mundësitë e një paraqitjeje egoqendrore mbi bazën e aktiviteteve pikore të qelizave, u krijuan mapa egoqendrore të kufijve (1b), që ilustrojnë orientimin dhe distancën e kufijve në lidhje me drejtimin e lëvizjes së minjve, jo pozitat e kokës së tyre (krahasimi në 1g).
18% e qelizave tĂ« regjistruara (171 nga 939) treguan njĂ« reagim tĂ« rĂ«ndĂ«sishĂ«m kur kufiri i dhomĂ«s kishte njĂ« pozicion e orientim tĂ« caktuar nĂ« lidhje me subjektin (1f). ShkencĂ«tarĂ«t i pĂ«rmendĂ«n ato si qeliza tĂ« kufijve egoqendrorĂ« (KBC â egocentric boundary cells). Numri i tillĂ« qelizash tek subjektet varionte nga 15 deri nĂ« 70 me njĂ« mesatare prej 42.75 (1c, 1d).
Mes qelizave tĂ« kufijve egoqendrorĂ« kishte disa qĂ« aktiviteti i tyre u ul nĂ« pĂ«rgjigje tĂ« kufijve tĂ« dhomĂ«s. NĂ« total ata ishin 49 dhe u quajtĂ«n KBC tĂ« kundĂ«rt (iEBC). Mesatarja e reagimit tĂ« qelizave (potenciali i veprimit) pĂ«r KBC dhe iEBC ishte mjaft e ulĂ«t â 1.26 ± 0.09 Hz (1h).
Popullsia e qelizave KBC reagon ndaj të gjitha varianteve të orientimit dhe pozicionit të kufijve të dhomës në lidhje me subjektin, por shpërndarja e orientimeve preferenciale është bimodale me majat e vendosura 180° përballë njëra-tjetrës për të dyja anët e kafshës (-68° dhe 112°), duke u zhvendosur pak nga perpendikulari në boshtin e gjatë të kafshës me 22° (2d).
Imazhi nr. 2: orientimi preferencial dhe distanca për reagimin e qelizave egoqendrore të kufijve (EBC).
Shpjegimet pĂ«r imazhin nr. 2:a â karta egoqendrore tĂ« kufijve pĂ«r katĂ«r EBC tĂ« hulumtuara njĂ«kohĂ«sisht me orientime tĂ« ndryshme preferenciale tĂ« vendosura mbi secilin grafik;
b â pozita e tetrodĂ«ve pĂ«r qelizat nga 2a (numra tregojnĂ« numrin e tetrodĂ«ve);
me â shpĂ«rndarja e probabiliteteve pĂ«r orientimet preferenciale pĂ«r tĂ« gjitha EBC tĂ« njĂ« derri;
d â shpĂ«rndarja e probabiliteteve pĂ«r orientimet preferenciale pĂ«r EBC tĂ« tĂ« gjithĂ« derrave;
e â pozita e tetrodĂ«ve pĂ«r qelizat e paraqitura nĂ« 2f;
f â karta egoqendrore tĂ« kufijve pĂ«r gjashtĂ« EBC tĂ« regjistruara njĂ«kohĂ«sisht me distanca tĂ« ndryshme preferenciale tĂ« vendosura mbi secilin grafik;
g â shpĂ«rndarja e probabiliteteve pĂ«r distancĂ«n preferenciale pĂ«r tĂ« gjitha EBC tĂ« njĂ« derri;
h â shpĂ«rndarja e probabiliteteve pĂ«r distancĂ«n preferenciale pĂ«r EBC tĂ« tĂ« gjithĂ« derrave;
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 nga ngjyra dhe diametri i pikave.
ShpĂ«rndarja e distancĂ«s preferenciale nĂ« kufi kishte tri maja: 6.4, 13.5 dhe 25.6 cm, duke treguar pranishmĂ«rinĂ« 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 nĂ« navigim. MadhĂ«sia e fushave receptive tĂ« EBC u rrit nĂ« varĂ«si tĂ« distancĂ«s preferenciale (2i), duke treguar se saktĂ«sia e pĂ«rfaqĂ«simit egoqendror tĂ« kufijve rritej me uljen e distancĂ«s midis murit dhe subjektit.
Si në orientimin preferencial ashtu edhe në distancë mungonte topografia e qartë, pasi EBC aktive të subjektit me orientime dhe distanca të ndryshme në raport me murin shfaqeshin në të njëjtin tetrod (2a, 2b, 2e dhe 2f).
I është konstatuar gjithashtu se EBC reagojnë stabilisht ndaj kufijve të hapësirës (muret e dhomës) në çdo variant të dhomave testuese. Për të konfirmuar se EBC reagojnë ndaj kufijve lokalë të dhomës dhe jo ndaj karakteristikave të saj distale, shkencëtarët "kthehen" poziten e dhomës në 45° dhe bëjnë disa mure të zezë, duke e bërë atë të ndryshme nga ajo e përdorur në testet e mëparshme.
Të dhënat u mbledhën si në një dhomë prove të zakonshme ashtu edhe në një të kthyer. Përkundër ndryshimit të dhomës së provës, të gjitha orientimet dhe distancat e preferuara në lidhje me muret për EBC-në mbetën të njëjta.
Duke marrë parasysh rëndësinë e këndëve, u shqyrtua gjithashtu mundësia që EBC të kodifikojë në mënyrë unike këto atribute lokale të mjedisit. Duke nxjerrë dallimin midis reaksionit afër këndëve dhe atij afër mesit të murit, u identifikua një nënshtresë e qelizave EBC (n = 16; 9.4%) që shfaqin një reaksion të rritur ndaj këndëve.
Pra, mund të bëhet një përfundim përfundimtar se qelizat EBC reagojnë mjaft mirë ndaj perimetrit të dhomës, pra ndaj mureve të dhomës së provës dhe këndëve të saj.
Më pas, shkencëtarët shqyrtuan nëse reagimi i qelizave EBC ndaj hapësirës së hapur (arena e provës pa labirinth, dmth. thjesht 4 mure) ishte i njëjtë në varianta të ndryshme të sipërfaqes së dhomës së provës. U zhvilluan 3 seanca, ku çdoherë gjatësi e mureve ndryshonte nga e kaluara me 50 cm.
Pavarësisht nga dimensionet e dhomës së provës, EBC reaguan ndaj kufijve të saj në distancë dhe orientim të njëjtë në lidhje me subjektin. Kjo tregon se nuk ka një shkallëzim të reagimit në varësi të madhësisë së ambientit përreth.
Figura Nr. 3: Reaksioni stabil i qelizave EBC ndaj kufijve të hapësirës.
Shpjegimet pĂ«r figurĂ«n Nr. 3:a â hartat egocentrike tĂ« EBC nĂ« kushte normale (majtas) dhe kur dhoma e provĂ«s Ă«shtĂ« e kthyer 45° (djathtas);
b â hartat egocentrike tĂ« EBC pĂ«r njĂ« dhomĂ« me madhĂ«si 1.25 x 1.25 m (majtas) dhe pĂ«r njĂ« dhomĂ« tĂ« zgjeruar 1.75 x 1.75 m (djathtas);
me â hartat egocentrike tĂ« EBC me mure tĂ« zakonshme tĂ« zeza (majtas) dhe me mure me modele (djathtas);
dâf â grafiket e distancĂ«s sĂ« preferuar (nĂ« tĂ« sipĂ«rme) dhe ndryshimin e orientimit tĂ« preferuar nĂ« lidhje me vijĂ«n bazĂ« (nĂ« tĂ« poshtme).
Duke pasur parasysh se trupi i shiritave merr informacion mbi mjedisin nga disa zona të korteksit vizual të trurit, shkencëtarët gjithashtu kontrolluan nëse pamja e mureve (3c) të dhomës ndikon në reaksionin e qelizave EBC.
Ndryshimi i pamjes së kufijve të hapësirës nuk ndikoi në reagimin e qelizave EBC dhe në distancën dhe orientimin që nevojiten për reagim në lidhje me subjektin.
Figura Nr. 4: Stabiliteti i reagimit të qelizave EBC pavarësisht nga ambienti.
Shpjegimet pĂ«r imazhin nr. 4:a â harta egocentric qĂ« janĂ« pĂ«r EBC nĂ« ambientin e njohur (majtas) dhe tĂ« ri (djathtas);
b â harta egocentric qĂ« janĂ« pĂ«r EBC, tĂ« marra nĂ« tĂ« njĂ«jtin ambient, por me njĂ« interval kohor;
me â grafikĂ«t e distancĂ«s preferenciale (nĂ« majĂ«) dhe ndryshimit tĂ« orientimit preferencial nĂ« lidhje me vijĂ«n bazĂ« (nĂ« fund) pĂ«r ambientet e reja (tĂ« panjohura);
d â grafikĂ«t e distancĂ«s preferenciale (nĂ« majĂ«) dhe ndryshimit tĂ« orientimit preferencial nĂ« lidhje me vijĂ«n bazĂ« (nĂ« fund) pĂ«r ambientet e studiuara mĂ« parĂ« (tĂ« njohura).
Gjithashtu, është e vërtetuar se reagimi i qelizave EBC, si dhe orientimi dhe distanca e nevojshme në lidhje me subjektin, nuk ndryshojnë me kalimin e kohës.
SidoqoftĂ«, testi "temporar" Ă«shtĂ« zhvilluar nĂ« tĂ« njĂ«jtin dhomĂ« prove. Duhej gjithashtu tĂ« kontrollohej se cila ishte diferenca midis reagimit tĂ« EBC ndaj kushteve tĂ« njohura dhe atyre tĂ« reja. PĂ«r kĂ«tĂ« qĂ«llim u zhvilluan disa tentativĂ«, kur minjtĂ« studionin dhomĂ«n qĂ« tashmĂ« e njihnin nga testet e mĂ«parshme, dhe mĂ« pas â dhomat e reja me hapĂ«sirĂ« tĂ« hapur.
Siç e keni kuptuar, reagimi i qelizave EBC + orientimi/distanca e nevojshme mbetën të pandryshuar në dhomat e reja (4a, 4c).
Prandaj, reagimi i EBC siguron një përfaqësim stabil të kufijve të mjedisit në lidhje me subjektin në të gjitha llojet e këtij mjedisi, pavarësisht nga pamja jashtme e mureve, sipërfaqja e dhomës së provës, lëvizja e saj dhe koha e kaluar nga subjekti në dhomë.
Për një njohje më të detajuar të nuancave të hulumtimit, rekomandoj të shikoni në dhe për të.
Epilogu
Në këtë punim, shkencëtarët arritën praktike të konfirmojnë teorinë mbi përfaqësimin egocentric të mjedisit, e cila është jashtëzakonisht e rëndësishme për orientimin në hapësirë. Ata provuan se midis përfaqësimit alocentric të hapësirës dhe veprimit real ekziston një proces ndërmjetësor, në të cilin përfshihen disa qeliza të trupit të shiragjakës, të quajtura qelizat e kufijve egocentric (EBC). Gjithashtu është vërtetuar se EBC janë më shumë të lidhura me menaxhimin e lëvizjes së të gjithë trupit, e jo vetëm të kokës së subjekteve.
Ky kjo studim kishte për qëllim të përcaktonte mekanizmin e plotë të orientimit në hapësirë, të gjitha komponentët dhe variablat e tij. Këtë punë, sipas shkencëtarëve, do të ndihmojë në përmirësimin e teknologjive të navigacionit për automjetet autonome dhe për robotët që do të jenë në gjendje të kuptojnë hapësirën përreth tyre, ashtu si ne. Kërkuesit janë shumë të kënaqur me rezultatet e punës së tyre, të cilat japin arsye për të vazhduar hulumtimin e lidhjes midis disa zonave të trurit dhe mënyrës se si realizohet navigimi në hapësirë.
Faleminderit pĂ«r vĂ«mendjen, qĂ«ndroni kuriozĂ« dhe ju uroj njĂ« javĂ« tĂ« mbarĂ« tĂ« punĂ«s, ragazzi! đ
Faleminderit që qëndroni me ne. Ju pëlqejnë artikujt tanë? Dëshironi të shihni më shumë materiale interesante? Na mbështetni duke bërë një porosi ose duke na rekomanduar miqve tuaj. 30% zbritje për përdoruesit e Habra në një analog unik të serverëve entry-level, të cilin e kemi shpikur për ju: (opcionet me RAID1 dhe RAID10, deri në 24 bërthama dhe deri në 40GB DDR4 janë të disponueshme).
Dell R730xd pĂ«r dy herĂ« mĂ« lirĂ«? VetĂ«m te ne 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
