d_kishkinev (d_kishkinev) wrote,
d_kishkinev
d_kishkinev

Categories:

Карта в мозге

За последние примерно 15-20 лет, а особенно в конце нулевых, стало прояснятся как млекопитающие (грызуны, но скорее всего это относится ко всем млекопитающим, вкл. человека, а возможно и к другим животным тоже) имеют сложную систему расчета своего положения и маршрута в мозге.

Еще в 1970-х гг. открыли "клетки места" (place cells). Это нейроны в гиппокампе, которые активируются во время нахождения животного в определенной части пространства.

Пожалуй, на этом видео очень хорошо изображено. Мыш с вживленными в гиппокамп элетродами идет по определенному маршруту и отдельные клетки активизируются в определенных частых маршрута, каждая клетка в своем.


на этом видео тоже неплохо




В 2005 г. в структуре под названием эндоринальный кортекс (она связана с гиппокампом) открыли grid cells. Эти удивительные клетки активируются в виде регулярного гексагонального паттерна и, по-видимому (так пока считается), служат для определения дистанции, пройденной животным в том или ином помещении.

Интервью с открывателями grid cells. Думаю, что открытие разного рода клеток пространственного положения - одно из главных биологических открытий начала XXI в.



Потом начали находить другие удивительные клетки. Например, head direction cell и border cells.

Первые активируются тогда, когда животное смотрим в определенном направлении, вторые - когда животное перемещается вдоль границы арены (все эксперименты пока лабораторные).

Head direction cells
head direction cells

Автокоррелограммы разного рода клеток (чем "теплее" пиксель, тем больше активность клетки)

cell_types_tuning1

Конечно, у меня возникают разные вопросы:

1. Интересно, почему именно гексагональный паттерн у grid cells? Это какая-то глубинная геометрия мозга

2. Базовым сенсорным сигналом для grid cells, по-видимому, является некий одометр, т.к. если в помещении выключен свет, то гексогональный паттерн остается. Но всё таки зависимость от ориентиров есть, т.к если на стене арены перемещать положение некоего ориентира (фигурки), то паттерн вращается соответственно. Интересно, как устроен базовый сенсорный импут? Некий шагомер?

3. Где интегратор, который, соединяя всю информацию (где я в данном пространстве, какую дистанцию прошел, в каком направлении перемещался на разных участках маршрута, как далеко я от края арены), выдавал бы полноценную когнитивную информацию? Есть ли такой интегратор вообще? Наверное, это должна быть часть ассоциативной коры, соединенная с гиппокампом, эндоринальным комлексом и прочими специализированными промежуточными мозговыми девайсами, отвечающими за обработку простраственной информации.

4. Можно ли симулировать положения тела в определенной части пространства за счет возбуждения соответствующих частей гиппокампа, эндоринального комплекса и прочих областей мозга, отвечающих за положение в пространстве?

5. Одинаково ли устроена обработка пространственной информации у разных классов животных (рыбы, амфибии, рептилии, птицы)?

6. Перелетные птицы имеют врожденное компасное направление миграции. Основано ли это на конструкции эндоринальных head direction cells или на подобных клетках? Интересно, что известные head direction cells не очень зависят от зрительных стимулов и, по-видимому, как и grid cells, основываются на self-motion input (внутреннем чувстве, куда направлена голова, через соматорецепторы, например, проприорецепторы, замеряющие положение тела в пространстве). 
Tags: science
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

    When you submit the form an invisible reCAPTCHA check will be performed.
    You must follow the Privacy Policy and Google Terms of use.
  • 6 comments