Когда-нибудь, как автономные машины скорость наших дорогах и роботы выполняют сложные спасательные операции слишком рискованными для людей, у нас есть крыс, чтобы поблагодарить. Хорошо, более конкретно: крыс, коробку Несквика, и команда Бостон нейрофизиологи университета.
В исследовании, опубликованном в Nature Сommunications, БУ исследователей Джейк Хинман, Уильям Чепмен и Майкл Hasselmo, директор БУ Центр Систем Неврология и колледж искусств и наук и доктора психологических наук и головного мозга, подтвердили наличие специализированных клеток головного мозга, которые обеспечивают крыс с личной карты своего окружения. Они считают, что человеческий мозг, вероятно, тоже эти нейроны, хотя необходимы дальнейшие исследования, чтобы быть уверенным в этом.
Исследования частично финансируются за счет $7,5 млн. междисциплинарный грант от Министерства обороны, предлагает ценные идеи в работе мозга навигационные системы — знания, которые могут быть использованы для создания умнее автономных транспортных средств, которые могут найти свой путь вокруг препятствий, а также живых организмов.
На протяжении десятилетий ученые полагали, что области мозга, называемой гиппокамп магазинах карты нас окружает, функционирует, как будто это картотека мозга для карты иллюстрации, похожие на те, которые появляются, когда мы поиск местоположения на картах Google. Однако некоторые исследователи предположили, что для того, чтобы эффективно использовать эти карты, чтобы ориентироваться в среде, наш мозг должен сначала преобразовать их в «вид на улицу» версии Google Карт, мысленно поставив себя в вид от первого лица. Другими словами, мы должны развивать представление о том, где границы и ориентиры находятся в отношении к самим себе.
Сейчас, по итогам работы группы Бу обеспечивают одни из первых биологических доказательств того, внутренний стрит-функция просмотра карты не существует, по крайней мере у крыс, в частности в зоне в глубине мозга, которая помогает контролировать поведение, стриатум.
Используя электроды, чтобы увидеть, что происходит внутри мозгов крыс, исследователи привел их в комнату, содержащие стратегически, измельченные кусочки хлопьев. Как крысы встали на их слащавые мусорщик, особые клетки мозга в стриатум — называется эгоцентрической граница клетки-появились сойти с ума от активности. Эти границы клеток сгорело в разных направлениях, чтобы направлять крыс через свое окружение.
«[Это] подобно если бы мне пришлось дать вам направление куда-то ехать, я могу вам сказать, ‘о, когда ты идешь по улице, раз есть Starbucks слева, вы собираетесь повернуть направо», — говорит Хинман, первый автор на изучении и бывший научный сотрудник Hasselmo лаборатории. (Он сейчас работает его собственной лаборатории, как член факультета в Университете Иллинойса, Урбана-Шампейн).
Говорит Хинман границы клеток в полосатом теле служили друг крыса улицы-посмотреть на карте, стреляют в точных способов сказать: «Ты близко к этой стене», или «стена справа». Эта информация позволила крыса ориентировать себя на протяжении всей его поиски Несквика.
«Эти [граница-клетка] нейроны-это наш первый шаг в выяснении того, как животные используют эти две строки информации влияют друг на друга», — говорит Чепмен, докторской исследователь в лаборатории Hasselmo по. «Исходя из того, где вы думаете, вы находитесь в среде, вы могли бы ожидать стене в определенном месте. Если его нет, то и использовать это, чтобы обновить то, что вы делаете в этой [момент] времени, но вы также обновить представление, где вы находитесь.»
Так почему Министерство обороны финансирование миссии крысы на подслащенные хлопья для завтрака? Потому что однажды, эти миссии могут быть ключом к невероятным технологическим прорывам.
«Цель состоит в том, чтобы сделать роботов, способных эффективно ориентироваться в сложных условиях», — объясняет Hasselmo, главный исследователь исследования и старший автор. «Это легче для роботов, работающих на складах с пустой пол…. Это все очень предсказуемо. Но это гораздо сложнее для робота ездить по неровной местности. Человек может легко пройти через путь и шага через валуны…но робота будет найти гораздо сложнее.»
Возьмем, к примеру, взрывы, которые произошли на японской АЭС Фукусима Daichii в 2011 году. Высокие уровни радиоактивности помешало инженерам человека от того, чтобы спокойно решить ситуацию лично. Роботы были отправлены вместо того, чтобы помочь, но они часто спотыкались о мусор и другие препятствия.
Hasselmo говорит самостоятельного перемещения роботы будут лучше маневрировать в опасных ситуациях, как в Фукусиме. «Один [приложение для данного исследования] будет для спасательной операции или аварийно-тип операции», — говорит он.
Самоуправляемые автомобили также сталкиваются с подобными проблемами на дороге и на местности-для обеих ситуаций, стихийных навигационной системы мозга может дать ключ для высокотехнологичных решений.
Это натуральный подвиг-это именно то, что исследователи надеются, что роботы смогут когда-нибудь достичь. В то же время, есть еще много неопределенностей, чтобы быть изучены. Пока команда Hasselmo только изучили, как эти границы клетки реагируют на стенах; в будущих исследованиях они надеются решить, как нейроны в ответ на более динамичную границ и ориентиров, как движущихся объектов или людей. Они также в процессе расследования, как-или если-эти клетки реагируют в темноте, где животное имеет меньше визуальной информации, чтобы положиться.
Ответить
Хотите присоединиться к обсуждению?Не стесняйтесь вносить свой вклад!