तीन पाइंस में खो जाना नहीं है: पर्यावरण का एक निरंकुश प्रतिनिधित्व

आंदोलन जीवन है। इस वाक्यांश को आगे बढ़ने के लिए एक प्रेरणा के रूप में व्याख्या की जा सकती है, न कि स्थिर रहने और जो वांछित है उसे प्राप्त करने के लिए, और इस तथ्य के एक बयान के रूप में कि लगभग सभी जीवित प्राणी अपने जीवन के अधिकांश समय के लिए गति में हैं। आदेश में कि हर बार अंतरिक्ष में हमारे आंदोलनों और आंदोलनों हमारे माथे पर शंकु के साथ समाप्त नहीं होते हैं और हमारे पैरों पर छोटी उंगलियां टूट जाती हैं, हमारा मस्तिष्क पर्यावरण के सहेजे गए "नक्शों" का उपयोग करता है जो अनजाने में हमारे आंदोलन के क्षण में उभर आते हैं। हालांकि, एक राय है कि मस्तिष्क इन कार्डों का उपयोग बाहर से नहीं करता है, इसलिए बोलने के लिए, लेकिन इस कार्ड पर एक व्यक्ति को रखकर और पहले-व्यक्ति के दृश्य में डेटा एकत्र करता है। बोस्टन विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों ने प्रयोगशाला चूहों के साथ व्यावहारिक प्रयोगों की एक श्रृंखला आयोजित करके इस सिद्धांत को साबित करने का फैसला किया। तो मस्तिष्क वास्तव में अंतरिक्ष में कैसे नेविगेट करता है, कौन सी कोशिकाएं शामिल हैं, और यह अध्ययन स्वायत्त कारों और रोबोटों के भविष्य के लिए क्या भूमिका निभाता है? हम इस बारे में अनुसंधान समूह की रिपोर्ट से सीखते हैं। चलो चलते हैं।

अध्ययन का आधार

तो, कई साल पहले स्थापित तथ्य यह है कि अंतरिक्ष में अभिविन्यास के लिए जिम्मेदार मस्तिष्क का मुख्य हिस्सा हिप्पोकैम्पस है।

हिप्पोकैम्पस विभिन्न प्रक्रियाओं में शामिल होता है: भावनाओं का निर्माण, अल्पकालिक स्मृति का दीर्घकालिक में परिवर्तन और स्थानिक स्मृति का निर्माण। यह बाद में है कि बहुत ही "नक्शे" का स्रोत है कि हमारा मस्तिष्क सही समय पर अंतरिक्ष में अधिक प्रभावी अभिविन्यास के लिए आह्वान करता है। दूसरे शब्दों में, हिप्पोकैम्पस अंतरिक्ष के तीन आयामी तंत्रिका मॉडल को संग्रहीत करता है जिसके अंदर मस्तिष्क का मालिक स्थित होता है।


समुद्री घोड़ा

एक सिद्धांत है जो दावा करता है कि वास्तविक नेविगेशन और हिप्पोकैम्पल मानचित्रों के बीच एक मध्यवर्ती चरण है - इन मानचित्रों को पहले व्यक्ति के दृश्य में परिवर्तित करना। यही है, एक व्यक्ति यह समझने की कोशिश कर रहा है कि कहां स्थित है (जैसा कि हम वास्तविक नक्शे पर देखते हैं), लेकिन जहां खुद के सापेक्ष स्थित होगा (Google मानचित्र में "सड़क दृश्य" के एक समारोह के रूप में)।

विचाराधीन कार्य के लेखक निम्नलिखित पर जोर देते हैं: पर्यावरण के संज्ञानात्मक मानचित्रों को आवंटन प्रणाली में हिप्पोकैम्पस गठन में एन्कोड किया गया है, लेकिन मोटर कौशल (स्वयं आंदोलनों) को एस्ट्रोकेंट्रिक सिस्टम में दर्शाया गया है।


यूएफओ: शत्रु अज्ञात (आबंटन प्रणाली) और डीओओएम (उदाहरणार्थ प्रणाली)।

एलोकेंट्रिक और एराउन्थ्रिक सिस्टम के बीच का अंतर तीसरे-व्यक्ति के खेल (या एक साइड व्यू, टॉप, आदि) और पहले-व्यक्ति के दृश्य वाले गेम के बीच अंतर जैसा दिखता है। पहले मामले में, पर्यावरण स्वयं हमारे लिए महत्वपूर्ण है, दूसरे में - इस पर्यावरण के बारे में हमारी स्थिति। इस प्रकार, एलोकेंट्रिक नेविगेशन योजनाओं को वास्तविक कार्यान्वयन के लिए एक egocentric प्रणाली में बदलना चाहिए, अर्थात। अंतरिक्ष में घूम रहा है।

शोधकर्ताओं का मानना ​​है कि यह डॉर्सोमेडियल स्ट्रेटम (डीएमएस) * है जो उपरोक्त प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।


मानव मस्तिष्क की स्ट्रेटम।

स्ट्राइटम * - मस्तिष्क का वह हिस्सा जो बेसल नाभिक को संदर्भित करता है; स्ट्रिएटम मांसपेशियों की टोन, आंतरिक अंगों और व्यवहार संबंधी प्रतिक्रियाओं के नियमन में शामिल है; ग्रे और सफेद पदार्थ के बारी-बारी बैंड की संरचना के कारण स्ट्रिएटम को "स्ट्रिएटम" भी कहा जाता है।

डीएमएस अंतरिक्ष में नेविगेशन के बारे में निर्णय लेने और कार्रवाई करने से संबंधित तंत्रिका प्रतिक्रियाओं को प्रदर्शित करता है, इसलिए मस्तिष्क के इस क्षेत्र का अधिक विस्तार से अध्ययन किया जाना चाहिए।

अनुसंधान के परिणाम

स्ट्रैटम (डीएमएस) में एगेंट्रिक स्थानिक जानकारी की उपस्थिति / अनुपस्थिति को निर्धारित करने के लिए, 4 पुरुष चूहों को डीएमएस ( 1 ए ) के उद्देश्य से 16 टेट्रोड (मस्तिष्क के वांछित भागों से जुड़े विशेष इलेक्ट्रोड) के साथ प्रत्यारोपित किया गया था।


चित्र संख्या 1: संदर्भ की एक महत्वपूर्ण सीमा में पर्यावरण की सीमाओं के लिए स्ट्रिएटम कोशिकाओं की प्रतिक्रिया।


44 प्रयोगों का आयोजन किया गया था जब चूहों ने एक परिचित स्थान में बेतरतीब ढंग से बिखरे हुए भोजन को इकट्ठा किया (खुले, भूलभुलैया में नहीं)। नतीजतन, 939 कोशिकाओं को तय किया गया था। एकत्रित आंकड़ों से, 31 सिर दिशा कोशिकाओं (एचडीसी) की उपस्थिति पाई गई थी, हालांकि, कोशिकाओं का केवल एक छोटा सा हिस्सा, या 19, बल्कि आबंटित स्थानिक सहसंबंध थे। इसके अलावा, पर्यावरण की परिधि द्वारा सीमित इन कोशिकाओं की गतिविधि केवल परीक्षण कक्ष की दीवारों के साथ चूहे के आंदोलन के दौरान देखी गई थी, जो अंतरिक्ष की सीमाओं के लिए एक अहंकारी कोडिंग योजना का सुझाव देती है।

शिखर सेल गतिविधि के संकेतकों के आधार पर, इस तरह की एक उदाहरणीय प्रस्तुति की संभावनाओं का आकलन करने के लिए, उदाहरणार्थ सीमा के नक्शे ( 1 बी ) बनाए गए थे जो चूहे की चाल की दिशा के सापेक्ष सीमाओं की अभिविन्यास और दूरी को चित्रित करते हैं, बजाय इसके सिर की स्थिति ( 1 जी तुलना) के।

निर्धारित कोशिकाओं के 18% (939 में से 17) ने एक महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया दिखाई जब कक्ष की सीमा प्रायोगिक एक (1 एफ ) के सापेक्ष एक निश्चित स्थिति और अभिविन्यास पर कब्जा कर लिया। वैज्ञानिकों ने उन्हें एगॉस्ट्रिक सीमा कोशिकाओं (ईबीसी) की कोशिकाएं कहा। प्रयोगात्मक विषयों में ऐसी कोशिकाओं की संख्या औसतन 42.75 ( 1c , 1d ) के साथ 15 से 70 तक थी।

उदाहरणार्थ सीमाओं की कोशिकाओं में, वे थे जिनकी गतिविधि कक्ष की सीमाओं के जवाब में कम हो गई थी। कुल 49 थे और उन्हें रिवर्स EBC (iEBC) कहा जाता है। ईबीसी और आईईबीसी में सेल प्रतिक्रिया (उनकी कार्रवाई क्षमता) की औसत दर काफी कम थी - 1.26 response 0.09 हर्ट्ज ( 1h )।

EBC सेल की आबादी विषय के सापेक्ष सभी सीमाओं और कक्ष सीमा के पदों पर प्रतिक्रिया देती है, लेकिन पसंदीदा अभिविन्यास वितरण पशु के दोनों किनारों (-68 ° और 112 °) के दोनों ओर एक दूसरे के विपरीत 180 ° स्थित चोटियों के साथ बाइमोडल है, लंबवत से थोड़ा ऑफसेट है। 22 ° ( 2d ) पर जानवर की लंबी धुरी के लिए।


चित्र संख्या 2: उदाहरणार्थ सेल बॉर्डर (EBC) की प्रतिक्रिया के लिए पसंदीदा अभिविन्यास और दूरी।


सीमा के लिए पसंदीदा दूरी के वितरण में तीन चोटियाँ थीं: 6.4, 13.5, और 25.6 सेमी, जो EBC ( 2f - 2h ) के बीच तीन अलग-अलग पसंदीदा दूरियों की मौजूदगी का संकेत देती है, जो कि पदानुक्रमित नेविगेशन खोज रणनीति के लिए महत्वपूर्ण हो सकती है। ईबीसी के ग्रहणशील क्षेत्रों का आकार पसंदीदा दूरी ( 2i ) के आधार पर बढ़ा, जो दीवार और विषय के बीच की दूरी में कमी के साथ सीमाओं के अहंकारी प्रतिनिधित्व की सटीकता में वृद्धि को इंगित करता है।

पसंदीदा अभिविन्यास और दूरी दोनों में, कोई स्पष्ट स्थलाकृति नहीं थी, क्योंकि दीवार के सापेक्ष सक्रिय प्रायोगिक ईबीसी और दीवार के सापेक्ष दूरी एक ही टेट्रोड ( 2 ए , 2 बी , 2 ई, और 2 एफ ) पर दिखाई देती थी।

यह भी पता चला कि EBCs परीक्षण कक्षों के किसी भी संस्करण में अंतरिक्ष (कक्ष की दीवारों) की सीमाओं पर सख्ती से प्रतिक्रिया करते हैं। यह पुष्टि करने के लिए कि ईबीसी कैमरे की स्थानीय सीमाओं पर प्रतिक्रिया करता है, इसकी दूर की विशेषताओं के बजाय, वैज्ञानिकों ने कैमरा की स्थिति को 45 ° से बदल दिया और कई दीवारों को काला कर दिया, जिससे यह पिछले परीक्षणों में उपयोग किए गए से अलग हो गया।

डेटा को एक पारंपरिक परीक्षण कैमरा और एक घुमाए गए दोनों में एकत्र किया गया था। परीक्षण कक्ष में परिवर्तन के बावजूद, ईबीसी विषयों की दीवारों के सापेक्ष सभी पसंदीदा झुकाव और दूरियां समान रहीं।

कोणों के महत्व को देखते हुए, इस संभावना पर भी विचार किया गया था कि ईबीसी इन स्थानीय पर्यावरणीय विशेषताओं को विशिष्ट रूप से कूटबद्ध करता है। कोनों के पास प्रतिक्रिया और दीवार के बीच की प्रतिक्रिया के बीच अंतर को अलग करके, ईबीसी कोशिकाओं (n = 16; 9.4%) के एक सबसेट की पहचान की गई थी जो कोनों के लिए बढ़ी हुई प्रतिक्रिया का प्रदर्शन करते हैं।

इस प्रकार, हम एक मध्यवर्ती निष्कर्ष निकाल सकते हैं कि यह ईबीसी कोशिकाएं हैं जो कैमरे के परिधि पर पूरी तरह से प्रतिक्रिया करती हैं, अर्थात्, परीक्षण कक्ष की दीवारों और इसके कोनों तक।

तब वैज्ञानिकों ने जाँच की कि क्या EBC कोशिकाओं की खुली जगह (भूलभुलैया के बिना परीक्षण क्षेत्र, यानी सिर्फ 4 दीवारें) की प्रतिक्रिया परीक्षण कक्ष के क्षेत्र के लिए विभिन्न विकल्पों के साथ समान है। 3 दौरे थे, जिनमें से प्रत्येक में दीवारों की लंबाई पिछले वाले से 50 सेमी से भिन्न थी।

परीक्षण कक्ष के आकार के बावजूद, ईबीसी ने उसी दूरी पर अपनी सीमाओं पर प्रतिक्रिया की और विषय के सापेक्ष अभिविन्यास किया। यह पर्यावरण के आकार के आधार पर प्रतिक्रिया स्केलिंग की कमी को इंगित करता है।


चित्र 3: अंतरिक्ष की सीमाओं के लिए ईबीसी कोशिकाओं की स्थिर प्रतिक्रिया।


चूंकि स्ट्रेटम दृश्य कॉर्टेक्स के कई क्षेत्रों से पर्यावरणीय जानकारी प्राप्त करता है, इसलिए वैज्ञानिकों ने यह भी जांचा कि क्या कक्ष की दीवारों ( 3 सी ) की उपस्थिति ईबीसी कोशिकाओं की प्रतिक्रिया को प्रभावित करती है।

अंतरिक्ष की सीमाओं की उपस्थिति में परिवर्तन ईबीसी कोशिकाओं की प्रतिक्रिया और प्रयोगात्मक एक के सापेक्ष प्रतिक्रिया के लिए आवश्यक दूरी और अभिविन्यास को प्रभावित नहीं करता है।


छवि नंबर 4: पर्यावरण की परवाह किए बिना ईबीसी सेल प्रतिक्रिया स्थिरता।


यह भी पाया गया कि ईबीसी कोशिकाओं की प्रतिक्रिया, साथ ही विषय के सापेक्ष आवश्यक अभिविन्यास और दूरी, समय के साथ नहीं बदलती हैं।

हालाँकि, यह "अस्थायी" परीक्षण एक ही परीक्षण कक्ष में किया गया था। ज्ञात स्थितियों और नए लोगों के लिए ईबीसी की प्रतिक्रिया के बीच अंतर की जांच करना भी आवश्यक था। इसके लिए, चूहों द्वारा कैमरे का अध्ययन किए जाने पर कई दौरे किए गए थे, जिन्हें वे पहले से ही पिछले परीक्षणों से जानते हैं, और फिर खुले स्थान वाले नए कैमरे।

जैसा कि आप अनुमान लगा सकते हैं, ईबीसी कोशिकाओं + वांछित अभिविन्यास / दूरी की प्रतिक्रिया नए कक्षों ( 4 ए , 4 सी ) में अपरिवर्तित रही।

इस प्रकार, ईबीसी प्रतिक्रिया सभी प्रकार के इस वातावरण में विषय के सापेक्ष पर्यावरण की सीमाओं का एक स्थिर प्रतिनिधित्व प्रदान करती है, भले ही दीवारों की उपस्थिति, परीक्षण कक्ष के क्षेत्र, इसके आंदोलन और कक्ष में विषय द्वारा बिताए गए समय की परवाह किए बिना।

अध्ययन की बारीकियों के साथ एक अधिक विस्तृत परिचित के लिए, मैं सुझाव देता हूं कि आप वैज्ञानिकों की रिपोर्ट और इसके लिए अतिरिक्त सामग्रियों पर ध्यान दें।

उपसंहार

इस कार्य में, वैज्ञानिकों ने पर्यावरण के अहंकारी प्रतिनिधित्व के सिद्धांत का अभ्यास करने में पुष्टि की, जो अंतरिक्ष में अभिविन्यास के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है। उन्होंने यह साबित कर दिया कि आवंटन संबंधी स्थानिक प्रतिनिधित्व और वास्तविक कार्रवाई के बीच एक मध्यवर्ती प्रक्रिया है जिसमें स्ट्रेटम की कुछ कोशिकाएं, जिन्हें एगॉस्ट्रिक बॉर्डर (ईबीसी) की कोशिकाएं शामिल हैं, शामिल हैं। यह भी पाया गया कि EBC पूरे शरीर की गति को नियंत्रित करने से जुड़ा है, न कि केवल विषयों के प्रमुखों के साथ।

यह अध्ययन अंतरिक्ष, उसके सभी घटकों और चर में अभिविन्यास के पूर्ण तंत्र को निर्धारित करने के उद्देश्य से किया गया था। वैज्ञानिकों के अनुसार, यह काम आगे स्वायत्त कारों और उन रोबोटों के लिए नेविगेशन प्रौद्योगिकियों को बेहतर बनाने में मदद करेगा जो हमारे आसपास की जगह को समझ सकते हैं, जैसा कि हम करते हैं। शोधकर्ता अपने काम के परिणामों से बेहद प्रसन्न हैं, जो मस्तिष्क के कुछ हिस्सों के बीच संबंधों का अध्ययन करना जारी रखते हैं और कैसे अंतरिक्ष में नेविगेशन किया जाता है।

आपका ध्यान के लिए धन्यवाद, जिज्ञासु बने रहें और एक अच्छा काम करने का सप्ताह है, दोस्तों! :)

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