Di otak manusia ada "GPS-navigator" built-in, yang memanfaatkan kenangan pengalaman perjalanan masa lalu untuk membuat rute masa depan. Tetapi bagaimana cara kerjanya ketika seseorang memasuki lingkungan baru? Bagaimana cara berhasil mengelola pengetahuan yang ada? Apa yang terjadi di otak ketika kita datang ke kota baru dan menggunakan teknologi navigasi satelit untuk mencapai tujuan kita?
Para ilmuwan dari University College London mempelajari masalah-masalah ini dan sampai pada kesimpulan bahwa ketika seseorang menggunakan navigasi satelit untuk mencapai tujuan mereka, itu "memutus" bagian-bagian otak yang dapat digunakan untuk membangun sendiri rute.
Dalam studi sebelumnya, para ilmuwan melakukan tur jalan-jalan Soho di London untuk peserta eksperimen, dan kemudian menggunakan pencitraan resonansi magnetik fungsional (fMRI) untuk memindai otak mereka pada saat subjek memeriksa 10 video dengan rute simulasi berbeda di sepanjang jalan-jalan ini. Beberapa sukarelawan harus membuat keputusan di persimpangan, rute mana yang paling pendek ke tujuan tertentu, sementara yang lain menerima instruksi tentang di mana harus mematikan di setiap persimpangan.
Dengan demikian, tim peneliti mempelajari aktivitas di
hippocampus - area otak yang terlibat dalam proses menghafal dan navigasi, serta di korteks serebral, yang bertanggung jawab untuk perencanaan dan pengambilan keputusan. Rupanya, selama pencarian independen seseorang untuk suatu rute, hippocampusnya menyandikan dua peta lingkungan yang berbeda: dalam satu, ia melacak jarak ke tujuan akhir dalam garis lurus menggunakan wilayah frontal hippocampus, di lain - rute "yang benar" ke target, yang diatur oleh wilayah belakang.
Selama perencanaan rute, hippocampus bertindak sebagai sistem panduan fleksibel yang beralih di antara dua "peta" ini sesuai dengan perubahan persyaratan. Aktivitas di daerah posterior hippocampus bertindak sebagai sinyal homing ketika target semakin dekat.
Sebagai bagian dari studi baru mereka, para ilmuwan menganalisis lokasi jalan dalam video dan menghitung berbagai pola, misalnya, berapa banyak jalan lain yang dihubungkan oleh rute dan seberapa dekat mereka dengan pusat distrik. Tim peneliti juga melihat kembali hasil fMRI dari pekerjaan sebelumnya untuk melacak aktivitas otak yang muncul selama transisi peserta eksperimen ke jalan baru.
Peta London. Biru menunjukkan jalan yang mudah untuk navigasi independen, merah - kompleks.Ketika sukarelawan bergerak secara mandiri tanpa bantuan navigator dan memasuki jalan-jalan baru yang tidak diketahui oleh mereka, semburan aktivitas diamati di hippocampus dan korteks prefrontal mereka. Tingkat aktivitas menjadi lebih tinggi ketika jumlah opsi di mana Anda dapat meningkat.
Penelitian juga menunjukkan bahwa aktivitas di depan hippocampus dikaitkan dengan sifat yang disebut konsentrasi. Selain itu, para ilmuwan mengamati aktivitas di korteks prefrontal peserta ketika mereka dipaksa untuk mengambil jalan memutar dan membangun kembali rute mereka. Tetapi ketika subjek mengikuti instruksi dari navigator, aktivitas di area ini sepertinya “mati”.
“Jika Anda kesulitan menemukan jalan yang tepat di kota, Anda mungkin perlu terlalu banyak dari hippocampus dan korteks prefrontal. Hasil kami konsisten dengan model di mana hippocampus meniru jalur yang mungkin, sementara korteks prefrontal membantu kita merencanakan mana yang akan membawa kita ke tujuan. Saat kami memiliki teknologi yang memberi tahu kami rute mana yang harus diambil, bagian-bagian otak ini tidak merespons jaringan jalan yang ada di depan kami. Dalam pengertian ini, otak mati begitu saja dan tidak "tertarik" pada apa yang terjadi di sekitar kita, "kata Hugo Spiers, pemimpin penulis penelitian ini.
Studi awal menunjukkan bahwa hippocampus pengemudi taksi London lebih berkembang daripada rata-rata orang, karena mereka belajar mengingat semua jalan dan atraksi London pusat. Menurut percobaan baru-baru ini, hippocampus pengemudi yang mengikuti saran navigator tidak terlibat dalam proses membangun rute, sehingga membatasi studi jaringan jalan kota.
Tim peneliti juga menganalisis jaringan jalan kota-kota besar di seluruh dunia untuk memberikan gambaran betapa mudahnya menavigasi. Dengan jaringan jalan-jalan kecil yang kompleks, London sangat sibuk dengan hippocampus penduduk dan pengunjung ibukota Inggris Raya. Upaya navigasi mental apalagi diperlukan di Pulau Manhattan di New York - dalam kebanyakan kasus, Anda hanya bisa lurus, kiri atau kanan.
Tahap selanjutnya dari penelitian ini adalah kerja sama dengan perusahaan teknologi pintar, pengembang dan arsitek, yang akan membantu dalam mengembangkan ruang di mana orang akan merasa lebih mudah untuk bernavigasi. Data baru memungkinkan mereka mempelajari tata letak kota atau bangunan dan menyarankan bagaimana sistem memori otak akan merespons hal ini. Misalnya, peneliti dapat melihat sudut baru pada tata letak rumah dan rumah sakit untuk mengidentifikasi situs yang sulit dipahami oleh penderita demensia dan membantu membuatnya lebih mudah dinavigasi. Selain itu, mereka dapat membantu dalam proses merancang bangunan baru, yang sejak awal dirancang untuk orang yang menderita penyakit ini.
Memahami bagaimana lingkungan perkotaan mempengaruhi otak manusia adalah penting. Tim peneliti sedang mempelajari bagaimana aktivitas fisik dan kognitif mempengaruhi fungsi otak. Mungkin navigator akan menemukan aplikasi mereka dalam pekerjaan ini.
Hubungan antara pola perkotaan dan perilaku manusia telah diidentifikasi sejauh tahun 1980-an, tetapi ini adalah studi pertama yang mengungkapkan pengaruh struktur ini pada otak.
Karya ilmiah ini diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada 21 Maret 2017.
DOI:
10.1038 / ncomms14652