Mwendo ni maisha. Kifungu hiki kinaweza kufasiriwa kama motisha ya kusonga mbele, sio kusimama tuli na kufikia kile unachotaka, na kama taarifa ya ukweli kwamba karibu viumbe vyote vilivyo hai hutumia maisha yao mengi kwa mwendo. Ili kuhakikisha kwamba harakati zetu na harakati katika nafasi haziishii na matuta kwenye paji la uso wetu na vidole vidogo vilivyovunjika kila wakati, ubongo wetu hutumia "ramani" zilizohifadhiwa za mazingira ambazo hujitokeza bila kujua wakati wa harakati zetu. Hata hivyo, kuna maoni kwamba ubongo hutumia ramani hizi si kutoka nje, kwa kusema, lakini kwa kuweka mtu kwenye ramani hii na kukusanya data kutoka kwa mtazamo wa mtu wa kwanza. Wanasayansi kutoka Chuo Kikuu cha Boston waliamua kuthibitisha nadharia hii kwa kufanya mfululizo wa majaribio ya vitendo na panya za maabara. Ubongo husafiri vipi angani, ni seli gani zinazohusika, na utafiti huu una jukumu gani kwa mustakabali wa magari na roboti zinazojiendesha? Tunajifunza kuhusu hili kutokana na ripoti ya kikundi cha utafiti. Nenda.
Msingi wa utafiti
Kwa hiyo, ukweli ulioanzishwa miaka mingi iliyopita ni kwamba sehemu kuu ya ubongo inayohusika na mwelekeo katika nafasi ni hippocampus.
Hippocampus inahusika katika michakato mbalimbali: malezi ya hisia, mabadiliko ya kumbukumbu ya muda mfupi katika kumbukumbu ya muda mrefu, na malezi ya kumbukumbu ya anga. Ni za mwisho ambazo ni chanzo cha "ramani" hizo ambazo ubongo wetu huita kwa wakati unaofaa kwa mwelekeo mzuri zaidi angani. Kwa maneno mengine, hippocampus huhifadhi mifano ya neural tatu-dimensional ya nafasi ambayo mmiliki wa ubongo iko.
Hippocampus
Kuna nadharia inayosema kwamba kati ya urambazaji halisi na ramani kutoka kwenye hippocampus, kuna hatua ya kati - kubadilisha ramani hizi kuwa mwonekano wa mtu wa kwanza. Hiyo ni, mtu anajaribu kuelewa ni wapi kitu kinapatikana sio kwa jumla (kama tunavyoona kwenye ramani halisi), lakini ni wapi kitu kitapatikana kulingana na yeye mwenyewe (kama kazi ya "mtazamo wa barabara" kwenye Ramani za Google).
Waandishi wa kazi tunayozingatia wanasisitiza yafuatayo: Ramani za utambuzi wa mazingira zimefungwa katika malezi ya hippocampal katika mfumo wa allocentric, lakini ujuzi wa magari (harakati wenyewe) unawakilishwa katika mfumo wa egocentric.
UFO: Adui Hajulikani (mfumo wa allocentric) na DOOM (mfumo wa egocentric).
Tofauti kati ya mifumo ya allocentric na egocentric ni sawa na tofauti kati ya michezo kutoka kwa mtazamo wa mtu wa tatu (au mtazamo wa upande, mtazamo wa juu, nk.) na michezo kutoka kwa mtazamo wa mtu wa kwanza. Katika kesi ya kwanza, mazingira yenyewe ni muhimu kwetu, kwa pili, msimamo wetu kuhusiana na mazingira haya. Kwa hivyo, mipango ya urambazaji ya allocentric lazima igeuzwe kuwa mfumo wa egocentric kwa utekelezaji halisi, i.e. harakati katika nafasi.
Watafiti wanaamini kuwa ni dorsomedial striatum (DMS)* ina jukumu muhimu katika mchakato hapo juu.
Striatum ya ubongo wa mwanadamu.
Striatum* - sehemu ya ubongo ambayo ni ya basal ganglia; striatum inashiriki katika udhibiti wa sauti ya misuli, viungo vya ndani na athari za tabia; Striatum pia inaitwa "striatum" kutokana na muundo wake wa bendi za kubadilishana za kijivu na nyeupe.
DMS huonyesha majibu ya neva yanayohusiana na kufanya maamuzi na kufanya vitendo kuhusu urambazaji angani, kwa hivyo eneo hili la ubongo linapaswa kuchunguzwa kwa undani zaidi.
Matokeo ya utafiti
Ili kubaini kuwepo/kutokuwepo kwa taarifa za anga za ndani kwenye striatum (DMS), panya 4 wa kiume walipandikizwa hadi tetrodi 16 (elektrodi maalum zilizounganishwa na maeneo yanayotakiwa ya ubongo) zikilenga DMS (1).
Picha #1: Mwitikio wa seli za kuzaa kwa mipaka ya mazingira katika mfumo wa marejeleo wa ubinafsi.
Maelezo ya picha Na. 1:а - pointi za eneo la tetrode;
b - ramani ya mipaka ya egocentric;
с - ramani za anga za alocentric (miraba 4 upande wa kushoto), sehemu za trafiki zilizo na rangi za maeneo ya kilele cha mwitikio wa seli kuhusiana na nafasi ya mwili, na ramani za egocentric (miraba 4 kulia) kulingana na mwitikio wa seli za EBC katika mielekeo mbalimbali na umbali kati ya panya na ukuta;
d - kama katika 1c, lakini kwa EBC na umbali unaopendekezwa kutoka kwa mnyama;
e - kama katika 1c, lakini kwa EBC mbili kinyume;
f - usambazaji wa wastani wa urefu wa matokeo kwa seli zilizozingatiwa;
g - usambazaji wa urefu wa wastani wa matokeo kwa EBC kwa kutumia mwelekeo wa harakati na mwelekeo wa kichwa;
h - usambazaji wa majibu ya wastani ya seli (zote na EBC).
Majaribio 44 yalifanyika ambapo panya walikusanya chakula kilichotawanywa kwa nasibu katika nafasi inayojulikana (wazi, sio kwenye maze). Kama matokeo, seli 939 zilirekodiwa. Kutoka kwa data iliyokusanywa, seli 31 za mwelekeo wa kichwa (HDCs) zilitambuliwa, lakini ni sehemu ndogo tu ya seli, 19 kuwa halisi, ilikuwa na correlates ya anga ya allocentric. Zaidi ya hayo, shughuli za seli hizi, zilizopunguzwa na mzunguko wa mazingira, zilizingatiwa tu wakati wa harakati ya panya kando ya kuta za chumba cha mtihani, ambayo inapendekeza mpango wa egocentric wa kusimba mipaka ya nafasi.
Ili kutathmini uwezekano wa uwakilishi kama huo wa ubinafsi kulingana na shughuli za kilele cha seli, ramani za mipaka ya ubinafsi ziliundwa (1b), ambayo inaonyesha mwelekeo na umbali wa mipaka inayohusiana na mwelekeo wa harakati ya panya, badala ya nafasi ya kichwa chake (kulinganisha na 1g).
18% ya seli zilizorekodiwa (171 kati ya 939) zilionyesha mwitikio muhimu wakati mpaka wa chumba ulichukua nafasi fulani na mwelekeo unaohusiana na ule wa majaribio (1f) Wanasayansi wanaziita seli za mipaka ya egocentric (EBCs). seli za mpaka za egocentric) Idadi ya seli kama hizo katika masomo ya majaribio ilianzia 15 hadi 70 na wastani wa 42.75 (1c, 1d).
Miongoni mwa seli za mipaka ya egocentric, kulikuwa na wale ambao shughuli zao zilipungua kwa kukabiliana na mipaka ya chumba. Kulikuwa na 49 kati yao kwa jumla na ziliitwa EBCs inverse (iEBCs). Wastani wa mwitikio wa seli (uwezo wao wa kutenda) katika EBC na iEBC ulikuwa wa chini kabisa - 1,26 ± 0,09 Hz (1h).
Idadi ya seli za EBC hujibu mielekeo na nafasi zote za mpaka wa chumba kuhusiana na somo la jaribio, lakini usambazaji wa mwelekeo unaopendekezwa ni wa pande mbili na vilele vilivyopatikana 180 ° kinyume kila upande wa mnyama (-68 ° na 112 °) , akiwa amejitenga kidogo kutoka kwa mhimili mrefu wa mnyama kwa 22° (2d).
Picha #2: Mwelekeo na umbali unaopendelewa kwa mwitikio wa seli za mipaka za ubinafsi (EBCs).
Maelezo ya picha Na. 2:a - ramani za mipaka ya egocentric kwa EBC nne zilizochunguzwa kwa wakati mmoja na mielekeo tofauti inayopendekezwa iliyoonyeshwa juu ya kila grafu;
b - nafasi ya tetrodes kwa mujibu wa seli kutoka 2 (nambari zinaonyesha nambari ya tetrode);
с - usambazaji wa uwezekano wa mielekeo inayopendekezwa kwa EBC zote za panya mmoja;
d - usambazaji wa uwezekano wa mielekeo inayopendekezwa kwa EBC ya panya wote;
е - nafasi za tetrode kwa seli zilizoonyeshwa ndani 2f;
f - ramani za mipaka ya egocentric kwa EBC sita zilizorekodiwa kwa wakati mmoja na umbali tofauti unaopendekezwa ulioonyeshwa juu ya kila grafu;
g - usambazaji wa uwezekano wa umbali unaopendekezwa kwa EBC zote za panya mmoja;
h - usambazaji wa uwezekano wa umbali unaopendekezwa kwa EBC wa panya wote;
i ni sehemu ya polar ya umbali unaopendekezwa na uelekeo unaopendelewa kwa EBC zote, pamoja na ukubwa wa nafasi unaowakilishwa na rangi na kipenyo cha nukta.
Usambazaji wa umbali uliopendekezwa hadi kwenye mpaka ulikuwa na vilele vitatu: 6.4, 13.5 na 25.6 cm, ikionyesha kuwepo kwa umbali tatu tofauti unaopendekezwa kati ya EBCs (2f-2h), ambayo inaweza kuwa muhimu kwa mkakati wa utafutaji wa urambazaji wa ngazi ya juu. Saizi ya sehemu za kupokea za EBC iliongezeka kama utendaji wa umbali unaopendekezwa (2i), ambayo inaonyesha kwamba usahihi wa uwakilishi wa egocentric wa mipaka huongezeka kwa umbali unaopungua kati ya ukuta na somo la majaribio.
Mwelekeo uliopendekezwa na umbali haukuwa na topografia wazi, kwani EBC amilifu za somo zenye mielekeo na umbali tofauti kuhusiana na ukuta zilionekana kwenye tetrode sawa (2a, 2b, 2e и 2f).
Pia ilibainika kuwa EBCs hujibu mara kwa mara mipaka ya nafasi (kuta za vyumba) katika toleo lolote la vyumba vya majaribio. Ili kuthibitisha kwamba EBCs hujibu mipaka ya ndani ya chemba badala ya vipengele vyake vya mbali, wanasayansi "walizungusha" nafasi ya kamera kwa 45° na kufanya kuta kadhaa kuwa nyeusi, na kuifanya kuwa tofauti na ile iliyotumika katika majaribio ya awali.
Data zilikusanywa katika chumba cha majaribio cha kawaida na katika chenye kuzungushwa. Licha ya mabadiliko katika chumba cha majaribio, mielekeo na umbali wote unaopendelewa kuhusiana na kuta za masomo ya mtihani wa EBC ulisalia sawa.
Kwa kuzingatia umuhimu wa pembe, uwezekano wa EBCs kusimba sifa hizi za kimazingira za ndani pia ulizingatiwa. Kwa kutenganisha tofauti kati ya jibu karibu na pembe na jibu karibu na katikati ya ukuta, tulitambua kikundi kidogo cha seli za EBC (n = 16; 9,4%) ambazo zinaonyesha mwitikio ulioongezeka kwa pembe.
Kwa hivyo, tunaweza kufanya hitimisho la kati kwamba ni seli za EBC zinazojibu vizuri kwa mzunguko wa chumba, yaani, kwa kuta za chumba cha mtihani na kwa pembe zake.
Kisha, wanasayansi walijaribu kama majibu ya seli za EBC kufungua nafasi (uwanja wa majaribio bila maze, yaani kuta 4 tu) ni sawa kwa matoleo tofauti ya eneo la chumba cha majaribio. Uendeshaji 3 ulifanyika, katika kila moja ambayo urefu wa kuta ulitofautiana na zile za awali kwa cm 50.
Bila kujali ukubwa wa chumba cha majaribio, EBCs zilijibu mipaka yake kwa umbali sawa na mwelekeo unaohusiana na somo la jaribio. Hii inaonyesha kuwa majibu hayalingani na saizi ya mazingira.
Picha #3: Majibu thabiti ya seli za EBC kwa mipaka ya anga.
Maelezo ya picha Na. 3:а — ramani za EBC za egocentric chini ya hali ya kawaida (kushoto) na wakati chumba cha majaribio kilipozungushwa na 45 ° (kulia);
b — ramani za EBC za ubinafsi za kamera yenye ukubwa wa 1.25 x 1.25 m (kushoto) na kwa kamera iliyopanuliwa 1.75 x 1.75 m (kulia);
с - ramani za EBC za egocentric na kuta za kawaida za chumba nyeusi (kushoto) na kuta za muundo (kulia);
d-f - grafu za umbali unaopendekezwa (juu) na mabadiliko katika mwelekeo unaopendekezwa kuhusiana na msingi (chini).
Kwa sababu striatum hupokea habari kuhusu mazingira kutoka kwa maeneo kadhaa ya gamba la kuona la ubongo, wanasayansi pia walijaribu ikiwa kuonekana kwa kuta kunaathiri (3c) vyumba kwenye mwitikio wa seli za EBC.
Kubadilisha mwonekano wa mipaka ya nafasi hakukuwa na athari kwa athari ya seli za EBC au kwa umbali na mwelekeo unaohitajika kwa majibu yanayohusiana na somo la majaribio.
Picha #4: Uwiano wa majibu ya seli ya EBC bila kujali mazingira.
Maelezo ya picha Na. 4:а - ramani za ubinafsi za EBC katika mazingira yanayofahamika (kushoto) na mapya (kulia);
b - ramani za egocentric za EBC, zilizopatikana katika mazingira sawa, lakini kwa muda wa muda;
с - grafu za umbali unaopendekezwa (juu) na mabadiliko katika mwelekeo unaopendekezwa kuhusiana na msingi (chini) kwa mazingira mapya (yasiyojulikana);
d - grafu za umbali unaopendekezwa (juu) na mabadiliko katika mwelekeo unaopendekezwa ikilinganishwa na msingi (chini) kwa mazingira yaliyosomwa hapo awali (yanayojulikana).
Pia ilibainika kuwa majibu ya seli za EBC, pamoja na mwelekeo unaohitajika na umbali unaohusiana na somo la majaribio, haubadilika kwa muda.
Walakini, jaribio hili "lililopangwa" lilifanywa katika chumba hicho cha jaribio. Ilihitajika pia kuangalia ni tofauti gani kati ya majibu ya EBC kwa hali zinazojulikana na mpya. Ili kufanya hivyo, kukimbia kadhaa kulifanyika wakati panya zilisoma chumba ambacho tayari walijua kutoka kwa vipimo vya awali, na kisha vyumba vipya vilivyo na nafasi wazi.
Kama unavyoweza kukisia, mwitikio wa seli ya EBC + mwelekeo/umbali unaotaka ulibakia bila kubadilika katika vyumba vipya (4a, 4c).
Kwa hivyo, majibu ya EBC hutoa uwakilishi thabiti wa mipaka ya mazingira kuhusiana na somo la mtihani katika aina zote za mazingira hayo, bila kujali kuonekana kwa kuta, eneo la chumba cha mtihani, harakati zake, na wakati. somo alitumia katika chumba.
Kwa ufahamu wa kina zaidi na nuances ya utafiti, napendekeza kutazama и kwake.
Epilogue
Katika kazi hii, wanasayansi waliweza kuthibitisha kwa vitendo nadharia ya uwakilishi wa egocentric wa mazingira, ambayo ni muhimu sana kwa mwelekeo katika nafasi. Walionyesha kuwa kati ya uwakilishi wa anga wa allocentric na hatua halisi kuna mchakato wa kati unaohusisha seli fulani kwenye striatum, inayoitwa seli za mipaka ya egocentric (EBC). Ilibainika pia kuwa EBCs zilihusiana zaidi na kudhibiti mwendo wa mwili mzima, na sio tu kichwa cha masomo ya mtihani.
Utafiti huu ulilenga kuamua utaratibu kamili wa mwelekeo katika nafasi, vipengele vyake vyote na vigezo. Kazi hii, kulingana na wanasayansi, itasaidia zaidi kuboresha teknolojia za urambazaji kwa magari yanayojiendesha na kwa roboti ambazo zitaweza kuelewa nafasi inayozizunguka, kama tunavyoelewa. Watafiti wamefurahishwa sana na matokeo ya kazi yao, ambayo hutoa sababu ya kuendelea kusoma uhusiano kati ya maeneo fulani ya ubongo na jinsi urambazaji angani unafanywa.
Asante kwa umakini wako, endelea kutaka kujua na uwe na wiki njema kila mtu! 🙂
Asante kwa kukaa nasi. Je, unapenda makala zetu? Je, ungependa kuona maudhui ya kuvutia zaidi? Tuunge mkono kwa kuweka agizo au kupendekeza kwa marafiki, Punguzo la 30% kwa watumiaji wa Habr kwenye analogi ya kipekee ya seva za kiwango cha kuingia, ambayo tulikutengenezea: (inapatikana kwa RAID1 na RAID10, hadi cores 24 na hadi 40GB DDR4).
Dell R730xd mara 2 nafuu? Hapa tu nchini Uholanzi! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - kutoka $99! Soma kuhusu
Chanzo: mapenzi.com