[SCRÂTÂND] [FOȘIT] [CLIC] NANCY KANWISHER: Deci vorbim despre navigație-- cum știi unde ești și cum poți ajunge de aici până oriunde vrei să mergi. Și ultima dată am vorbit doar despre problemele generale care apar în navigație și am vorbit despre zona locului parahipocampal și alte părți ale creierului care sunt implicate în navigație. Așa că astăzi vom continua asta, dar vom vorbi mai mult despre populațiile reale de neuroni din capul tău care sunt implicate în acest lucru. Și vom vorbi despre un aspect anume al problemei navigației, care se numește reorientare. Asta se întâmplă atunci când vă pierdeți orientarea și trebuie să vă dați seama unde vă aflați din nou. Resetați harta internă a locului în care vă aflați. Și apoi vom vorbi despre ideea că întregul sistem de navigație, oricât de cool este și de fascinant este navigația în sine, este și mai interesant, deoarece există tot mai multe dovezi că folosim același sistem pentru multe alte aspecte ale cunoașterii la nivel înalt. care nu au nimic de-a face cu spațiul în sine. Bine, asta e... și apoi vom avea un test, un test scurt. Asta e agenda. Începem. Deci, problemele de bază ale navigației sunt, una, unde sunt? Și doi, cum să ajung de aici în orice alt loc în care vreau să merg? Și așa cum am menționat data trecută, putem descompune fiecare dintre acestea într-o mulțime de componente și fațete diferite ale acelei întrebări. Deci, atunci când vrem să știm unde ne aflăm, asta poate implica recunoașterea unei locații familiare. Deci, dacă vezi o fotografie sau ai fost aruncat spontan într-un mediu pe care îl cunoști, ai recunoaște- o vizual și asta ar fi o modalitate de a ști unde te afli. De exemplu, acesta este sufrageria mea. Chiar dacă locația respectivă nu este familiară și ești aruncat la întâmplare, încă ai idee despre ce fel de loc este acesta. Sunt într-un mediu natural? Un mediu urban? Sunt înăuntru? Sunt afară, etc.? Și, în cele din urmă, ați avea un anumit sens despre locul în care vă aflați în ceea ce privește structurile de delimitare imediate din mediul dumneavoastră imediat. De exemplu, unde vă aflați în această cameră. În timp ce vorbesc cu tine chiar acum, sunt conștient că în spatele meu este un zid. Genul ăsta de locație spațială imediată. În ceea ce privește întrebările care apar atunci când trebuie să ne dăm seama cum ajungem de aici până oriunde vrem să mergem. Dacă vă puteți vedea sau auzi direct destinația, atunci aveți cel mai simplu tip posibil de strategie de navigare. Doar mergi spre chestia aia. OK, asta se numește beaconing și este ca și carcasa minimalistă. Funcționează excelent dacă vă puteți vedea sau auzi destinația. Dar când nu poți, trebuie să știi unde sunt eu în înțelegerea mea mai largă a aspectului mediului meu și unde este scopul meu. Și pentru asta, ai nevoie de o hartă mentală a mediului tău și vom vorbi mai multe despre asta astăzi. De aceea este în roșu. De asemenea, trebuie să-ți cunoști poziția curentă în acel mediu. Nu este suficient să știu în harta mea a lumii, sunt aici cu un punct. Trebuie să știți în ce direcție vă aflați pe harta lumii pentru a vă planifica navigarea și vom vorbi și despre asta. De asemenea, trebuie să știm ce rute sunt posibile de aici. Așa că poate vreau să merg la Stata și să iau o ceașcă de cafea. Dar nu pot merge pe aici. Trebuie să merg în jur pentru că nu pot trece prin acel pahar. OK, și în cele din urmă, întreg acest sistem magnific care ne permite să procesăm toate aceste lucruri funcționează destul de impresionant. Dar din când în când, ceva va merge prost și va primi semnalul greșit și atunci suntem pierduți. Și atunci avem nevoie de o modalitate de a ne recăpăta orientarea și vom vorbi și despre asta. Deci ultima dată am vorbit despre o grămadă de regiuni ale creierului care sunt implicate în perceperea scenelor și în navigare. Am vorbit despre zona locului parahipocampal chiar aici și despre această regiune de aici, cunoscută anterior ca TOS, acum cunoscută sub numele de OPA. Nu trebuie să-ți amintești toate astea. Este bitul care este pe suprafața laterală pe care îl putem zapa pentru că este acolo. Și ambele regiuni par să fie implicate pe scară largă în perceperea formei spațiului din jurul tău. Am mai vorbit puțin despre cortexul retrosplenial, acea regiune care se ascunde în sulcus aici pe care o poți vedea mai bine când desfaci matematic șanțul, iată-l. Răspunde mai mult la scene decât la obiecte. Și acea regiune pare să fie implicată în ceva de genul orientării-- care este locația și orientarea locului în care vă aflați în raport cu harta cognitivă și mediul dumneavoastră. OK, așa că pentru a face asta puțin mai viu, ți-am dat o descriere a unui pacient înainte, dar aici este dintr-un alt studiu. Pacienții cu leziuni ale cortexului retrosplenial-- deci iată dintr-un articol recent-- în fiecare caz, pacientul cu această leziune a fost capabil să recunoască repere în cartierele lor și și-a păstrat un sentiment de familiaritate. Cunosc locul acela. Este cafeneaua la cinci străzi de casa mea. Dar, în ciuda acestui fapt, niciunul dintre acești pacienți nu a reușit să-și găsească drumul în medii familiare și toți, cu excepția unuia, au fost incapabili să învețe noi rute. Deci, ei pot recunoaște forma vizuală a unui anumit loc, dar nu știu cum să relaționeze asta cu harta lor cognitivă a lumii și, prin urmare, să planifice o rută de acolo. OK, deci partea la care am făcut aluzie doar la sfârșit... da, întrebare? PUBLIC: OK, cortexul retrosplenial este casa hărților cognitive, sau este... NANCY KANWISHER: O întrebare grozavă. Nu știm exact. Povestea tipică este că casa hărții cognitive este hipocampul, despre care urmează să vorbim în continuare din motive pe care vi le voi spune. Dar toate acestea sunt un domeniu de cercetare foarte activ. Mă omoară de fiecare dată când fac aceste prelegeri. Mă uit la notele mele vechi și cred că aici sunt alte 10 studii minunate, apoi încerc să le încadrez și apoi pur și simplu nu se potrivesc. Așa că, de fapt, o întrebare pe care vreau să vă pun după această prelegere este dacă ar trebui, în viitor, fie mai târziu în acest curs, fie în cursurile viitoare, să aloc și mai mult timp, sau vă simțiți bine, deja suficient cu navigarea. Dar cred că este cel mai tare sistem. Deci, există multă muncă pentru a încerca să răspundă la acest tip de întrebare. Și vă voi oferi un instantaneu actual al stării aproximative, dar toate acestea sunt în flux și sunt investigate foarte activ. OK, deci hartă cognitivă, ce înțelegem prin asta? Doar pentru a vă aminti de acest studiu clasic din anii 1940 la șobolani, în care șobolanul, când au învățat acest traseu și apoi au urcat aici și și- au găsit blocul de aur, șobolanul iese imediat și merge direct spre țintă. Vă spun că au învățat ceva mult mai interesant decât seria de viraj la stânga și la dreapta pentru a ajunge la obiectiv. Trebuie să fi făcut ceva mai mult ca și cum ar fi învățat de fapt aspectul spațiului și poziția relativă a acelui obiectiv, astfel încât să poată veni cu un nou vector pentru a ajunge acolo atunci când traseul original a fost blocat. OK, și voi băieți puteți face asta. Când traseul este blocat, vii cu un traseu nou. Și faci asta având cunoștințe despre mediul tău, ceva echivalent cu asta în capul tău, o versiune a asta. Și mai departe, știi unde te afli pe harta respectivă. Ca acum, știi unde ești. Acum, iată lucrul tare - neuroni specifici din hipocampul tău acum se declanșează spunându- ți că ești chiar acolo. Deci, acești neuroni se numesc celule locului și asta fac ei. OK, deci voi fi o celulă de loc, sau mai degrabă ceea ce voi face este că voi reprezenta activitatea unei celule de loc printr-o serie de clicuri pe care le voi face în timp ce mă plimb. Așa că imaginați-vă că există un electrod în hipocampul meu și că auziți activitatea unui singur neuron în hipocampul meu în timp ce mă plimb. Și iată ce ar face. Ai auzi tragerea de fundal. Deci se va face clic, clic, clic, clic, clic. Tragere de fundal zgomotoasă. Click, click, click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click. OK, nu am de gând să cobor acolo. Click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click. Click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click, click. Deci ăsta e un neuron care se declanșează doar când sunt chiar acolo, în acel loc. Nu este locul în care mă confrunt acolo. Nu este ceea ce mă uit în mod special. Este când sunt chiar acolo. OK, asta e o celulă de loc. Și așa că există o mulțime de celule din hipocampul tău care fac asta și o fac pentru diferite locații din mediul tău. Și toate acestea au fost rezolvate pentru prima dată, desigur, la rozătoare, care alergau în jurul lor care aveau electrozi în hipocamp, dar unde acei electrozi erau conectați cu o legătură slăbită, astfel încât rozătoarea să se poată mișca în mediul lor în timp ce înregistra de la fiecare persoană. neuronii din hipocamp. OK, deci asta e configurația. Așa că vă voi arăta un film cu o vedere aeriană a unei rozătoare care se mișcă -- un șobolan care se mișcă în mediul său. Poți să vezi micul șobolan de acolo? Și ceea ce se întâmplă este că acest videoclip urmărește calea șobolanului cu gri deschis. Și de fiecare dată când... și înregistrează de la un neuron... de fiecare dată când acel neuron se declanșează, face un punct roșu. Deci acest lucru este evident accelerat. Dar, pe măsură ce șobolanul se mișcă în mediul său, vezi o acumulare ca și mai multe trageri atunci când șobolanul este chiar acolo. Nu este direcția prin care trece șobolanul când merge acolo. Practic, ori de câte ori trece prin asta în orice direcție, neuronii se declanșează mai mult decât oriunde altundeva. Și apoi, dacă luăm asta și o estompăm, așa cum le place oamenilor de știință să facă pentru a face imagini frumoase idealizate, aceasta este celula locului pentru neuronul respectiv. Acesta este locul în spațiu în care trebuie să fie acel animal pentru a declanșa acel neuron. Da, întrebare. PUBLIC: Este o singură dimensiune? Adică, mai multe locuri pot fi mapate la același neuron? NANCY KANWISHER: Asta e complicat. Într-un mediu imediat ca acesta, în general nu. OK, vă voi arăta câteva exemple în scurt timp. Este mai complicat dacă urmărești acea celulă când animalul se mută într-o nouă locație. Așa că permiteți-mi să mai spun câteva lucruri și apoi, dacă nu este clar, voi răspunde la întrebări. Hopa, vom vedea asta din nou. OK, așa că, ca răspuns la întrebarea lui Sasha, iată o grămadă de celule de la o rozătoare care explorează același mediu. Deci, ați putea spune, ei bine, există un hotspot aici și un mic sub acolo. Dar, în general, majoritatea acestor celule răspund cu un punct fierbinte într-o anumită locație din acest mediu particular. OK, ai avut o altă întrebare despre asta? PUBLIC: Da, așa că totul depinde de faptul că șobolanul este conștient de faptul că se află în acel loc? NANCY KANWISHER: Uh-huh. Uh-huh. Dacă șobolanul a fost anesteziat sau dacă a fost legat la ochi și l-ai mișcat pasiv în acel spațiu și el habar n-ar fi avut... nici o modalitate de a spune unde se află, asta nu ar funcționa. Cu toate acestea, dacă șobolanul cunoaște mediul înconjurător și apoi faci asta într- o cameră întunecată în care se deplasează activ , aceste lucruri vor funcționa destul de bine, deoarece șobolanii sunt foarte buni să țină evidența unde se află, chiar și fără indicii vizuale dacă știu. mediul. Vor avea alte indicii, cum ar fi cele tactile, și vor ști cât de departe au mers în fiecare direcție. Amintiți-vă că am vorbit pe scurt despre furnicile tunisiene care fac socoteală. Urmărirea vectorului și vitezei lor în fiecare moment și integrarea întregului lucru pentru a ști unde se află. Asta se numește neapărat. Și șobolanii sunt destul de buni la asta. O altă întrebare aici? Da. PUBLIC: Pentru celulele locului, au și o hartă [ INAUDIBILĂ].. NANCY KANWISHER: Vom ajunge acolo. Mare întrebare. Vom ajunge acolo. Îți voi da doar răspunsul. Nu, ei nu. Este prea rau. Ar fi putut. Ar fi putut fi toate organizate, dar de fapt este puțin complicat. Cum le-ai organiza? Ce se întâmplă dacă ai învăța mai multe lucruri de la marginea spațiului? Ce se întâmplă dacă ai avea o cu totul altă bucată din hipocampus? Ar fi incomod, deci poate de aceea nu merge. În timp ce cu spațiul vizual, informațiile tale retinotopice rămân întotdeauna aceleași. Nu trebuie să adăugăm dintr-o dată o nouă parte a spațiului retinotopic, stricând astfel hărțile noastre retinotopice din creier. Doar inventez asta ca un posibil motiv. Nu știu dacă de aceea. Da, scuze, în spatele tău David, spune-mi numele tău. PUBLIC: Justiție. NANCY KANWISHER: Da, bine, salut. PUBLIC: Deci mă întrebam dacă vă aflați într-un spațiu mai mic comparativ sau într-un spațiu mai mare, se vor extinde și zonele acestor celule specifice locului, la ce se cartografiază, se vor extinde și acum? NANCY KANWISHER: Aceasta este o întrebare grozavă. Nu stiu raspunsul. Bănuiesc că se vor scala în funcție de spațiu. Așa că, dacă câmpurile mele de celule false pe care tocmai le-am jucat acolo au o diametru de cinci picioare , dacă aș fi închis într-un spațiu mic, probabil ați avea altele mai mici pentru acel spațiu, dar nu știu. Permiteți-mi să spun puțin mai multe despre asta. Așa că doar pentru a încasa asta , câmpul locului este locația în spațiu în care trebuie să fie animalul pentru a produce focul celulei hipocampului. OK, deci să distingem asta de un câmp receptiv din cortexul vizual, care este o idee similară, dar diferită. Un câmp receptiv și cortexul vizual este locația din câmpul vizual unde trebuie să fie un stimul pentru a produce un foc neuron vizual. Nu acolo unde trebuie să fie animalul în sine, unde trebuie să fie stimulul. Așa că păstrați aceste idei separate. Sunt înrudiți, dar diferiți. OK, deci ce zici de noi și rozătoarele avem tendința de a merge mai mult pe un plan 2D. Adică avem clădiri și copaci și alte lucruri. Uneori urcăm pe axa z, dar de cele mai multe ori trăim într-un plan 2D, dar acest lucru nu este valabil pentru toate animalele. Adu-ți aminte de liliacul pe care l-am menționat data trecută. Acești fluturași și navigatori uimitori care zboară în 3D și traiectorii complicate și totuși au abilități uimitoare de a ține evidența unde se află la peste 30 până la 50 de mile pe care le zboară noaptea și chiar dacă își schimbă orientarea. Ei bine, se dovedește că în hipocampul liliecilor, există o grămadă de lucrări în care oamenii au pus la distanță - cum numiți aceste lucruri - dispozitive de înregistrare pe lilieci, unde puteți înregistra de la distanță activitatea neuronală din hipocamp ca liliacul. zboară în jur. Și se dovedește că liliecii au și celulele locului și celulele lor, deoarece pot face acest lucru și într-un mediu de laborator în care zboară în jur și ține evidența locației lor cu camere. Deci știi exact unde se află în spațiul 3D. Și se dovedește că celulele locului din lilieci sunt tridimensionale, deoarece liliecii trăiesc într-o lume tridimensională. Deci, în timp ce rozătoarea... acestea ar fi o grămadă de celule de loc schematizate pentru diferite celule hipocampale dintr-o rozătoare, acestea sunt celule de loc diferite pentru diferite celule hipocampale dintr-un liliac. Are sens? Liliecii au nevoie de asta. Ei trebuie să știe... nu au sens? OK, deci liliacul se mișcă în trei dimensiuni. Câmpul său nu este exact ca cel pe care l-am făcut eu acolo. Nu pot juca asta pentru că nu pot zbura, dar celula aia ar putea să tragă în acea locație. Dar dacă liliacul ar zbura direct deasupra lui, nu ar zbura. Deci are trei dimensiuni. BINE. Bine, așa că am spus mai devreme că am avut una dintre ele și am jucat-o. Dar care sunt dovezile pentru asta? Dovezile la oameni au venit mult după dovezile la rozătoare. Pentru că, după cum vă puteți imagina, este mai greu să aranjați înregistrarea de la neuronii individuali din hipocampul uman. Cu toate acestea, așa cum am menționat de câteva ori, există oportunități ocazionale în care un neurochirurg a înfipt un electrod într-o parte interesantă a creierului din motive clinice, iar pacientul și neurochirurgul sunt suficient de drăguți pentru a lăsa oamenii de știință să colecteze date. Așa că o să-ți arăt o imagine cu adevărat groaznică. Dacă asta te va deranja, uită-te în altă parte. Bine, deci aceasta este neurochirurgie. Scoți craniul, scoți dura. Aceasta este suprafața directă a creierului. Neurochirurgii lipesc electrozi chiar deasupra. Și în acest caz, le-au pus adânc în creier. OK, pozele brute au dispărut. Avem aici doar o radiografie curată. Deci, în aceste cazuri, acesta este un pacient care are un electrod lipit direct în creier de la suprafață în jos n până la hipocamp. Bine, cam înfiorător, dar uneori este necesar din punct de vedere clinic. Convulsiile încep foarte des în hipocamp, așa că acesta este un loc obișnuit pentru clinicieni să pună electrozi. Și ce ai face dacă ai avea un pacient care ar fi dispus să facă scurtul tău experiment în timp ce stătea în spital, așteptând să aibă o criză cu electrozi în hipocamp? Ei bine, i-ai pune să joace un mic joc într-un spațiu virtual într-un fel de-- nici măcar nu ai nevoie de VR. Puteți folosi un mic joc video destul de banal și sunt sigur că acesta a fost destul de îndrăzneț. Acest studiu a fost făcut în 2003. Așa că au pus pacienții să navigheze printr-un spațiu - aceasta este o vedere aeriană a spațiului. Pacienții nu au văzut asta. Au văzut această vedere frontală și au navigat cu joystick-ul în acel spațiu. Și erau trei locații recunoscute vizual în acel spațiu și au trebuit să facă lucruri pentru a merge dintr-o locație în alta. OK, detaliile nu contează cu adevărat. Deci, în tot acest timp, Ekstrom și colegii înregistrează din neuroni individuali din hipocampul acestui pacient. OK, deci iată un exemplu de celulă de loc. Deci, aceasta este o diagramă a spațiului pe care tocmai ți l-am arătat, cu acele trei locații recunoscute și alte locații prin care pacientul le-ar putea naviga virtual cu joystick-ul. Liniile roșii sunt traiectoria pacientului în timp ce s-au deplasat în acel spațiu. Și culorile din fiecare pătrat reprezintă rata medie de tragere atunci când pacientul a navigat prin acea locație. Și deci acesta este câmpul locului acelei celule individuale în creierul acestui pacient în timp ce au trecut prin acest spațiu. Pentru că rata de tragere a fost în jur de cinci herți în comparație cu trei herți pentru alte locații și în mare parte mai mică decât atât. OK, are sens? Așadar, la fel ca experimentul cu rozătoare, dar este o persoană cu un joystick care se uită la acest spațiu în timp ce trece prin acest mediu virtual, iar noi le cartografiam câmpurile locului astfel. Bine, așa că arată că oamenii au câmpuri de loc în hipocamp, așa cum fac rozătoarele și liliecii. Da? PUBLIC: Ei bine, acesta este independent de repere? NANCY KANWISHER: Aceasta este o întrebare foarte complicată. Acest pacient a avut acces la repere. Ei văd pe măsură ce trec prin. Așa că s-ar putea întreba, de exemplu, dacă ai făcut-o cu ochii închiși și ar trebui să mergi la socoteală amintindu-ți virajele la stânga și la dreapta pe care le-ai avut într-un mediu familiar, cât de bine ar putea merge aceste lucruri , ar merge cel puțin pentru un timp. Probabil că ar merge mai mult timp la rozătoare, deoarece rozătoarele sunt mai obișnuite să navigheze în întuneric. Și se bazează mai puțin pe indicii vizuale și mai mult pe alte indicii. Dar da, celulele locului nu răspund doar vizual. Deci, dacă am fi, de exemplu, dacă am instalat o sursă de sunet distinctă în acest colț al camerei și o altă... cum să zicem că cineva cânta în liniște aici și am legat un câine acolo care lătra. Și te-ai plimbat în această cameră cu ochii închiși, ai avea o modalitate bună de a-ți ține evidența indicațiilor în timp ce te-ai mișcat, pentru că ai ști că cântatul vine de aici și că latră câinele de acolo. Nu ai vedea nimic. Ochii tăi ar fi închiși, dar celulele tale ar funcționa destul de bine. Bine, deci ori de câte ori aveți o bază pentru a ști unde vă aflați, indiferent de modalitatea care vă spune că - și de obicei sunt multe modalități - acele celule de loc vor merge. Bine, deci oamenii au și aceste lucruri. Deci, te poți gândi la celula locului ca la genul de sistem „ești aici” care este întregul set de celule loc. Orice loc vă va spune doar că vă aflați în această locație specială sau nu. Dar aveți o întreagă gamă de ei, apoi, în mod colectiv, întreaga reprezentare a tuturor acelor neuroni vă poate spune unde vă aflați în mediul familiar. Bine, dar dacă nu vrei să știi doar unde ești, ci și vrei să mergi în altă parte, ca acolo, trebuie să știi și direcția ta actuală, așa cum am discutat data trecută. Deci, se dovedește că există un alt lot de celule care vă spun în ce direcție vă îndreptați. OK, acestea se numesc celule de direcție a capului, de asemenea studiate pentru prima dată la rozătoare. Și fiecare celulă de direcție a capului răspunde atunci când rozătoarea se îndreaptă într-o anumită direcție, nu într-o altă direcție. OK, de exemplu, dacă mapam de-a lungul axei x direcții diferite de direcție. Deci rozătoarea se confruntă în direcții diferite în mediul său. Cartografiați toate 360 ​​de grade, acesta ar fi răspunsul unei celule în timp ce rozătoarea se mișcă. Acesta ar fi reglat în această direcție specială. Ar trage doar atunci când rozătoarea era cu fața în acest sens, nu când era cu fața în acest fel sau în acest fel sau în acest fel sau în acest fel. Așadar, toată lumea înțelege cum este diferit locul în care vă aflați în spațiu - nu este o modalitate foarte bună de a arăta asta. Unde vă aflați în spațiu este diferit de locul în care sunteți îndreptat și îndreptat în acea locație. OK, două axe ortogonale relevante pentru locația dvs. Da? Publicul: Deci acesta nu este unghiul capului față de corp, nu? Este întregul... NANCY KANWISHER: Cred că am vrut să caut din nou asta pentru că această întrebare apare întotdeauna. Cred că există ceva prostie despre asta în literatură, motiv pentru care nu îmi amintesc niciodată un răspuns clar. De obicei la o rozătoare, mai ales la fel. Pentru că rozătoarele își pot întoarce puțin capul, dar în mare parte o vor menține îndreptată așa cum se mișcă. Deci nu stiu. Aceasta este o scuză lungă și complicată că am uitat care este răspunsul. Dar trimite-mi un e-mail și îl voi căuta. Am vrut să o fac înainte de această prelegere. Tocmai am rămas fără timp. Bine, de cele mai multe ori, vor fi la fel. De fapt, sunt destul de sigur că este direcția în care se confruntă corpul tău. Pentru că dacă mă întorc așa... ei bine, oricum, nu voi merge așa. Da. PUBLIC: Ați găsit cel puțin 360 de celule pentru fiecare unghi? NANCY KANWISHER: Adică, există celule pentru fiecare? Da, da, ele placă aproape uniform 360 de grade în jurul animalului. Da, deci colectiv, întregul set de celule, la fel ca un set colectiv de celule de loc, este suficient pentru a spune animalului unde se află. Un set colectiv de celule de direcție a capului este suficient pentru a spune animalului în ce direcție este orientat. OK, cred că tocmai am spus-- toate aceste lucruri sunt într-o structură numită-- ei bine, găsite mai întâi în structura numită subicul, care face parte din hipocamp. Dar de atunci, au fost găsite în multe regiuni diferite. Nu trebuie să-ți amintești asta. Așa că primesc informații din multe informații diferite. Există multe moduri diferite de a ști în ce direcție suntem orientați. De exemplu, păcat că nu avem scaun rotativ. Dacă am fi făcut-o, aș fi făcut următorul lucru ridicol. L- aș fi așezat pe unul dintre voi și ți-aș fi spus să închizi ochii. Și l-aș întoarce brusc. Iar persoana de pe scaun ar observa asta. Acesta este sistemul tău vestibular care îți spune dacă corpul tău este întors, chiar dacă tu însuți nu te hotărăști să-l întorci. Îți va spune dacă ești întors. Acesta este un alt indiciu care oferă intrare celulelor direcției capului , la fel ca și informațiile vizuale și potențial informații auditive și multe alte tipuri de informații. Atât de multe surse diferite de informații se alimentează pentru a informa aceste celule de direcție a capului despre orientarea animalului. Bine, așa că te poți gândi la asta ca la busola creierului care spune organismului în ce direcție se confruntă. Și multe organisme au versiuni ale acestui lucru. În zbor, există o structură uimitoare care a fost descoperită cu doar câțiva ani în urmă, unde există un întreg aspect al acestei mici structuri neuronale -- Am uitat cum se numește. Dar, de fapt, din punct de vedere spațial, în acea structură, există o mică gamă de celule de direcție. Deci, de fapt, o puteți vedea într-o mică hartă spațială a direcției în acea mică structură în zbor. La oameni, primate și rozătoare, nu este organizat spațial ca o hartă literală a direcției. OK, așa că acum avem unde ești și în ce direcție te confrunți. Un singur grup de celule, plasați celulele pentru locul în care vă aflați. Un alt grup de celule spre ce direcție te îndrepți. Dar astea sunt doar... tocmai mergem aici. Cele mai tari celule legate de navigare sunt celulele grilă și cortexul entorinal. OK, deci aceasta este o felie de creier ca aceasta, care arată că hipocampusul este pliat chiar aici. Și cortexul entorrinal este chiar lângă. OK, deci un cortex entorrinal, aceste lucruri au fost descoperite acum aproximativ o duzină de ani, poate acum 15 ani. Și o să vă arăt un videoclip cu un rozătoare care se mișcă în jurul său și evidențiază activitatea, așa cum am văzut înainte. Dar acum ne aflăm în cortexul entorrinal, iar acest neuron va fi o celulă grilă și veți vedea de ce, pe măsură ce se mișcă în spațiul său. Pot fi. Haide. Începem. Bine, deci există o rozătoare. Se mișcă. Acesta este atașamentul care preia activitatea neuronală. Punctele albe sunt de fiecare dată când acest neuron se declanșează, urmărim un neuron în tot acest timp. Și rozătoarea se mișcă, a accelerat videoclipul, astfel încât să puteți vedea că se întâmplă. Și la început, pare complet aleatoriu. Dar pe măsură ce un rozătoare continuă să migreze în spațiul său de acolo, începi să vezi că sunt ca niște bloburi acolo. Nu este total întâmplător. Sunt anumite blob-uri care sunt grupate. Și, Doamne, acele blob-uri sunt organizate într-o grilă hexagonală. Este un hexagon. Nu este minunat? Aceasta este o celulă grilă. Și ui, iată-ne. Nu trebuie să-l vedem din nou. Deci, aceasta este o imagine a ceea ce tocmai ați văzut, traiectoria animalului și punctele fierbinți din acea matrice. Și iată o versiune matematică netezită a locului în care arderea este semnificativă în acel spațiu, ambele arătându-vă celule de grilă hexagonale. OK, deci acesta este, la prima vedere, un lucru foarte ciudat. De ce ar ajuta, în esență, să existe un câmp de locuri care are mai multe locuri diferite care îl fac să tragă? OK, și de fapt altcineva înainte dacă celulele locului au două puncte fierbinți. Celulele de plasare au în general una, dar celulele de grilă, după cum vedeți, au multe organizate în această grilă. Așadar, tipul de circuite și matematică ale acestui întreg sistem sunt uimitoare și super incitante, iar discuția pe care am menționat-o ieri a fost pe acest subiect. Și mulți oameni lucrează la asta și lucrează ca o matematică foarte interesantă despre cum poți lua aceste celule, cum sunt aranjate spațial în creier la mai multe scale și cum le poți folosi pentru a integra căile și urmăriți cât de departe a parcurs un animal pe traiectoria sa. Este puțin cam mult pentru acest curs, dar voi spune doar că gândirea actuală este ceea ce aceste celule ne permit să facem este să ținem evidența cât de departe am mers în fiecare direcție și asta este cu adevărat crucial în navigare. Trebuie să știm unde ne aflăm, nu doar după reperele pe care le vedem. Trebuie să știm cât de departe am mers într-o direcție dată și gândul este că aceasta este funcția pe care aceste celule de grilă o servesc în primul rând în navigare. Și, deci, acest lucru este deosebit de important pentru calcul, cum ar fi integrarea unde ai mers în funcție de traiectorii tale. OK, deci aveți nevoie și de celule cu direcția capului în fiecare punct. Așadar, puteți vedea celulele cu direcția capului ca să vă spună orientarea vectorului dvs. și celulele grilei să vă spună mărimea vectorului cât de departe ați mers. Și apoi iei o grămadă de acestea și le integrezi și știi unde ai plecat de la punctul tău de plecare. Și o mulțime de animale fac toată matematica din capul lor. Sunt integrale destul de complicate, dar toate fac asta. OK, deci aceasta este o lucrare super minunată. Și în mod potrivit, Premiul Nobel 2014 a fost acordat lui Mosers, o echipă de atunci soț-soție, care a descoperit celulele grilei și, de asemenea, lui John O'Keefe, care a descoperit celulele locului cu decenii mai devreme. Și este o linie de lucru super incitantă și care continuă să fie una foarte interesantă. OK, deci până acum am vorbit despre celulele plasate în hipocamp, despre celulele direcționale din subicul și multe alte locuri și despre celulele grilei entorinale și cortexul entorinal. Și aceasta este doar o diagramă schematică a unde sunt acele locații. Anatomia este complicată și nu trebuie să o știi. Să știți că toate se află în hipocamp și în structurile învecinate. E destul de bun pentru aici. Ei bine, bine, să știți că celulele grilei sunt în cortexul entorinal și locul în care celulele sunt în hipocamp. Asta merită de știut. OK, celulele de direcție sunt cam peste tot. Bine, deci e grozav, dar mai există un fel de celulă grozav... de fapt, mai sunt câteva. Cel nou despre care nu am auzit niciodată a fost raportat în această discuție de ieri, dar nu vom merge acolo. Vom încerca să fim simplu. O altă celulă bine stabilită se numește celulă de frontieră. Deci acestea sunt câmpurile locului a trei neuroni diferiți de la un animal care se mișcă în acest spațiu. OK, deci vezi cum acestea sunt un fel de câmpuri de locuri foarte interesante. Nu sunt doar un blob rotund frumos. Se întind în jurul unei întregi ordini a mediului animalului. OK, deci asta te face să te gândești la ceva? Sună asta cu alte lucruri despre care am vorbit aici? Cred că am vorbit o grămadă despre modul în care zonei parahipocampale îi pasă de forma spațiului din jurul tău. Ei bine, ați putea crede că ați dori cu adevărat să aveți conștientizarea locului în care vă aflați în ceea ce privește barierele de navigație. Se pare că celulele de frontieră nu răspund doar la pereți. Dacă puneți o rozătoare într-un mediu în care există o stâncă de care nu se poate desprinde, celulele de graniță răspund și la marginea acelei stânci. OK, deci orice barieră de navigație vă spune practic unde vă aflați în ceea ce privește barierele de navigație. OK, bine. Bla, bla, bla. OK, așa cum am menționat în ultima prelegere când am vorbit despre zona locului parahipocampal, forma spațiului din jurul tău are acest tip de rol privilegiat în multe aspecte ale navigației. OK, așa că acum vom vorbi despre această problemă a reorientării sau a recâștiga simțul direcției odată ce ai fost dezorientat. Și așa, din nou, am menționat asta înainte. Dar doar ca să-ți dau înăuntru să-ți dai intuiția despre ceea ce vorbim aici, tu vii din metrou din Manhattan sau din orice alt mediu rectiliniu pe care îl cunoști și știi la ce stație ajungi. Deci știi cam unde ești, dar ieși și nu știi în ce direcție să te îndrepți. Nu știi care este calea. Deci, aceasta este o versiune modernă a unei probleme clasice cu care se confruntă animalele în mediul lor. Poate că știu unde sunt, dar asta nu le spune în ce direcție se confruntă. Deci, pentru a fi cu adevărat concret despre asta, deci iată o vedere aeriană a unei persoane. Tu stai aici. Aveți o hartă cognitivă în minte, iar celulele locației vă spun locația dvs. pe harta respectivă. OK, deci știi unde te afli pe harta respectivă. Și te uiți pe o stradă, așa că știi că ești orientat în raport cu o axă exterioară ca aceasta. Dar nu știi cum ar trebui să fie aliniate hărțile tale mentale cu acea stradă. Ești cu fața așa, cu fața spre nord în Manhattan sau cu fața spre sud? Bine, deci problema reorientării este să-ți dai seama de orientarea ta particulară , nu doar de locația ta, ci de direcția cu care te confrunți într-un mediu cunoscut. Și cu toții ne-am confruntat cu o versiune a acestui lucru probabil la un moment dat și este enervant. Durează ceva timp să-ți dai seama. Și atunci nu știu dacă cineva a avut această experiență. L- am avut doar în Manhattan pentru că de aici apare asta pentru mine, dar sunt sigur că sunt și alte locații. Unde vii și crezi că mergi într-un sens, și apoi, dintr-o dată , parcă întreaga ta hartă mentală devine kaboom. Câți oameni au avut această experiență? Este foarte brusc și punctual. Da, se dovedește că atunci când se întâmplă asta, toți neuronii tăi se răsfrâng la unison. Ca și cum ar fi toți în comun. Au o versiune a acestui lucru. Când ai această experiență, este pentru că toate se învârt împreună și îți voi arăta câteva date despre asta într-o secundă. OK, bine. Deci, există un sistem vechi foarte evolutiv pentru rezolvarea acestei probleme. Și este o mică bucată minunată din literatură pe care o voi petrece câteva minute pentru că este atât de clasică și atât de cool. Și asta a început cu lucrarea lui Randy Gallistel în anii 1980. Și deci ceea ce a făcut a fost că a studiat această problemă a reorientării, adică să-ți dea seama de orientarea ta într-un mediu cunoscut odată ce ai fost dezorientat. Este un aspect foarte particular al problemei navigației. Așa că a pus șobolani într-un mediu dreptunghiular și i-a pus să exploreze mediul. Și apoi a ascuns ceva relevant pentru șobolani, ca o bucată mică de mâncare, să zicem o ciocolată în colțul acela. OK, șobolan vede că se întâmplă, șobolanul este interesat. Scoateți șobolanul din cutie înainte ca ei să meargă să ia ciocolata și apoi îl dezorientați pe șobolan. Nu le apuci de coadă și le balansezi, dar faci o versiune mai lentă. Vrei să-i îmbolnăvești. Faceți o versiune mai lentă a asta, astfel încât ei să-și piardă evidența în ce direcție se confruntă. Bine, acum le pui într-o cutie nouă... cutie nouă pentru că nu vrei ca mirosul să fie în continuare acolo, cutie nouă și vezi în ce direcție merge șobolanul. Și descoperi că șobolanul merge 50-50 în acele două colțuri. Ce înseamnă asta a codificat șobolanul? Nu merge la întâmplare în niciun colț. Merge la colțuri... știa că e într-un colț. Nu merge la întâmplare în niciun colț. Da, Ben? Jack, îmi pare rău. PUBLIC: Sau o poți întoarce spre stânga. NANCY KANWISHER: Spune din nou. PUBLIC: Ca și cum ar fi în mod specific într-una din aceste direcții. Deci stânga [INAUDIBIL]. NANCY KANWISHER: Trebuie să spui puțin mai mult decât atât. Ce este la stânga? Ce este diferit la aceste două colțuri față de celelalte două? Da, Isabel? PUBLIC: Ei bine, dacă se uită la forma camerei, adică acești doi pereți mai lungi și doi pereți mai scurti, el recunoaște că spațiul [INAUDIBIL] trebuie să meargă la ceea ce pare corect [INAUDIBIL].. NANCY KANWISHER: Exact. El trebuie să fi codificat axa - faptul că camera este mai lungă pe o axă decât pe alta. Și el a codificat în esență că chipul de ciocolată era pe partea dreaptă a peretelui lung sau pe partea stângă a peretelui scurt și ambele colțuri sunt în concordanță cu asta. De aceea merge 50-50 la ei. Nu poate merge 100% din timp în colțul din dreapta pentru că nu are nicio informație care să-i spună asta în acest experiment. OK, toată lumea e clar? Așa că vă spune că a învățat unde se află chestia în ceea ce privește forma camerei și raportul de aspect particular al acesteia. OK, deci acum complotul se îngroașă, iar acum ei repetă experimentul. Dar de data aceasta, ei fac o asimetrie foarte evidentă aici. Faci o culoare și o textură și faci alte lucruri pentru a face acest perete foarte diferit. Așa că ați crede că șobolanul, motivat să găsească chipsurile de ciocolată, s-ar duce acum 100% în acel colț când le-am pune în noua cutie cu același reper de acolo. Dar nu, șobolanul merge 50-50 în aceleași două colțuri. Și în experimentele de control, multe condiții de control, puteți arăta... și vă voi arăta una într-o clipă... șobolanul știe absolut despre acest zid. El a codificat prezența acelui perete asimetric, așa că are informațiile care ar trebui să-i permită să rupă simetria, dar nu o folosește. Este ciudat. Ar trebui să fii surprins. OK, toată lumea înțelege de ce e ciudat? Ar fi putut să o rezolve perfect de data aceasta. El are informațiile. El nu folosește aceste informații. OK, deci e ciudat. Dar apoi Liz Spelke și colegii ei au venit 10 ani mai târziu și au spus: hai să încercăm asta cu sugari. Și așa au făcut versiunea pentru bebeluși, în care pui copilul într- o cameră cu o cameră simetrică... într-o cameră dreptunghiulară și ascunzi ușile astfel încât copilul să nu aibă alte indicii în afară de forma camerei. Copii cu vârsta cuprinsă între 18 și 24 de luni , apoi ascunzi o jucărie într-un colț și vezi ce face copilul. De fapt, ceea ce faci cu bebelușul este că faci acest zid foarte evident în toate felurile. Într-un caz, a fost catifea roșie și au arătat prima dată... și aceștia sunt, cred, copii mici. Mai întâi le arată că atunci când bateți în peretele roșu, se întâmplă muzică. Total tare, captivant pentru un copil mic. Îl înțeleg pe deplin. Ei știu totul despre peretele muzical. Foarte evident pentru ei. Cu toate acestea, le-ați pus în acest experiment și se comportă la fel ca rozătoarele. Se duc 50-50 la cele două colțuri. Chiar dacă observă peretele muzical roșu și ar fi putut rezolva problema perfect pentru ei. Și au fost motivați, dar nu au folosit informațiile. Toată lumea înțelege de ce este ceva interesant și surprinzător? Bine, acum ai putea spune, OK, rozătoare, sugari, sunt nebuni. Nu am face asta, noi, adulți oameni inteligenți. am face-o? Dar, da, ai face-o în anumite circumstanțe. Dacă ți-am blocat sistemul lingvistic... și există o mulțime de moduri de a face asta. O modalitate se numește umbrire. Deci este ca o traducere simultană, dar nu traduceți. Încearcă asta cândva. Fac asta ocazional când mă plictisesc în mașină doar pentru că este amuzant de dificil. Porniți radioul, ascultați pe cineva care vorbește și repetați tot ce spun după ce o spune. Nici măcar nu traduc. Este încă solicitant. Deci trebuie să asculți și să produci. OK, chestia de rulare. Bine, așa că asta se numește umbra verbală și este o modalitate stabilită de a-ți lega cu adevărat sistemul lingvistic și de a- l lua offline, astfel încât să nu- l poți folosi cu adevărat. Când faci acest experiment pe adulți umani, dacă aceștia umbră verbal și sistemul lor de limbaj este legat, ei se comportă exact ca rozătoarele și sugarii. Adică folosesc forma spațiului, dar nu folosesc repere proeminente care i-ar putea ajuta să o rezolve perfect. Se duc 50-50 la cele două colțuri. Ei devin șobolani și sugari. Devenim șobolani și sugari. Bine, așa că Liz Spelke a scris o întreagă poveste teoretică fascinantă despre ce înseamnă asta cu adevărat. Ei bine, lasă-mă să spun puțin mai multe despre asta înainte să-i spun toată povestea ei. Bine, da, deci ideea este-- deci, în primul rând, de ce ar avea sens ca rozătoarele cel puțin-- să luăm în considerare doar șobolani-- să folosească doar forma spațiului pentru a se reorienta atunci când sunt dezorientați? La prima vedere, pare chiar o nebunie. Dar dacă te gândești la rozătoare în medii naturale, ideea este că, de fapt, în mediile naturale, caracteristicile se schimbă. Zăpada vine și pleacă. Plantele vin și pleacă. Mirosurile se schimbă. Toate aceste tipuri de trăsături ale mediului se pot schimba, dar forma mediului, așa că există o pantă ca aceasta și o barieră aici și o stâncă acolo, acestea sunt trăsături mai stabile ale mediului. Deci, de fapt, are sens evolutiv ca rozătoarele dezorientate să folosească forma spațiului mai mult decât caracteristicile - culorile și texturile și mirosurile unui spațiu - ca repere pentru a se reorienta. Are sens? Și astfel ideea este că rozătoarele au evoluat prin evoluție acest sistem de reorientare atunci când își pierd orientarea care se bazează doar pe forma spațiului atât de restrictiv încât, chiar dacă un alt cub devine relevant și important, ei nu îl folosesc. Și ideea suplimentară este că avem și o versiune a acestui sistem în cap. Și ca oameni adulți inteligenți , învățăm tot felul de alte strategii pentru a depăși acest lucru. Nu suntem prinși doar să putem folosi acest singur sistem pentru a o rezolva. Putem folosi alte sisteme, posibil limbajul care să ne ajute să ne spunem lucruri, ca și cum ar fi în partea stângă a peretelui scurt. Asta crede Spelke. Există o versiune în capul tău, care se află în partea stângă a peretelui scurt și de aceea adulții pot face asta atunci când sistemul lor lingvistic nu este legat. Nu cred că este tocmai corect, dar este o poveste frumoasă și există câteva dovezi pentru aceasta. Bine, oricum, o parte din motivul pentru care trec prin toată chestia asta... ei bine, unul, cred că aceste experimente sunt grozave, dar au stat și baza unei idei de bază în știința cognitivă, iar ideea aceea se numește încapsulare informațională. Deci, gândiți-vă, sunt doar o mulțime de silabe pentru o idee destul de simplă. Că ai acest sistem de reorientare și este conceput pentru a folosi forma spațiului din jurul tău ca indiciu pe care îl folosești pentru a te reorienta atunci când ești dezorientat. Sistemul acela este cablat să facă exact asta. Și dacă o altă parte a creierului tău are informații care ar putea rezolva problema, cum ar fi prezența unei caracteristici relevante pe care ai putea-o folosi, tu nu ai... sistemul tău de reorientare nu are acces la acele informații. Este încapsulat informațional. Are acces doar la intrările particulare care sunt conectate în el. Și așa că acum 20 de ani, mulți oameni au luat-o razna cu asta și au spus că toate regiunile creierului despre care am vorbit și sistemele cognitive pe care le luăm în considerare în acest curs sunt încapsulate informațional. Este un fel de idee extremă care depășește cu mult specificul funcțional să spunem că intrările sunt extrem de limitate la fiecare regiune și probabil că nu este adevărat. Dar există anumite limitări ale informațiilor la care are acces fiecare dintre aceste procesoare în acest curs. Și aceasta este dovada clasică, dovada comportamentală că unele dintre acele sisteme au intrări foarte limitate. Are sens, ideea de încapsulare informațională? Nu ca un adevăr absolut despre creier, ci ca o idee care este interesant de luat în considerare individual pentru fiecare dintre sistemele pe care le studiem. Au existat respingeri cu privire la extremitatea acestei afirmații că sugarii și rozătoarele folosesc doar forma spațiului. Există circumstanțe în care îi puteți determina să folosească alte informații, dar este cu siguranță adevărat că forma spațiului este indiciu dominant pentru reorientare la rozătoare și la sugari. În regulă, atunci când ești pierdut, așa cum am menționat, trebuie să răspunzi la două întrebări: unde ești și în ce fel ești orientat. Ultimul lucru despre care vorbeam este despre felul în care te orientezi la întrebarea. OK, și tocmai ți-am arătat câteva dovezi pentru această constatare generală că indiciile geometrice, forma spațiului sunt semnele dominante pe care le folosești pentru a te reorienta, pentru a-ți reveni când ești dezorientat. Dar știm cu adevărat că acele indicii sunt diferite pentru recunoașterea locului și pentru direcția direcției? Așa că am spus, aici sunt două părți diferite ale problemei. Dar funcționează diferit? Folosim cu adevărat indicii diferite? Folosim mai mult forma spațiului pentru direcția de îndreptare și poate alte indicii pentru recunoașterea locului, pentru a ști unde ne aflăm? OK, așa că o să vă arăt un experiment comportamental foarte elegant la șoareci, care face toate acestea odată într-un singur experiment. Deci, acesta este Josh Julian, un fost tehnician de laborator în laboratorul meu. Nu primesc niciun credit pentru asta. Sunt mândru deși nu ar trebui să fiu mândru. Era doar un tip endogen deștept care a continuat și a făcut un experiment minunat după ce a părăsit laboratorul meu și a plecat la școala de licență, și iată experimentul său minunat. Bine, așa a spus el, să-i punem pe șoareci să facă ambele sarcini. Ei trebuie să știe unde sunt și în ce fel sunt orientați. OK, vom face același lucru de dezorientare. Scoate-le, întoarce-le până sunt dezorientate. Dar acești șoareci trebuie să învețe două medii diferite. OK, un mediu are dungile verticale pe peretele scurt, pe unul dintre pereții scurti. Celălalt mediu are dungi orizontale pe peretele scurt. Deci faci același experiment. Momeli un colț și vezi unde merge rozătoarea. Merge el în cele două colțuri opuse? Exact același experiment, dar trebuie să-și amintească care cameră este -- pentru a rezolva problema, trebuie să știe -- trebuie să descopere, să redescopere dungile verticale sau dungile orizontale și să acționeze în consecință. Pentru că atunci când se află în context vertical, chestia se ascunde. El face asta peste încercări repetate. Mâncarea se ascunde pe... Stai, lasă-mă să înțeleg bine. Perete lung în stânga. Fă, fă, fă. Da, sigur. Da, atunci când peretele lung este în stânga rozătoarei. OK, acel colț, peretele lung este în stânga. Oricine orientat? În timp ce atunci când este în contextul albastru, recompensa aici, peretele lung este în dreapta. OK, așa că trebuie să învețe acele două medii diferite și că indicațiile relevante de formă sunt opuse în fiecare. OK, toată lumea a înțeles asta? OK, acum ceea ce descoperi este că rozătoarea poate învăța asta foarte bine. OK, deci asta arată că atunci când pui rozătoarea în context vertical într-o cameră ca aceasta, se îndreaptă mai mult în aceste două colțuri decât în ​​acele două colțuri. În timp ce atunci când îl pui într-un context orizontal cu dungi orizontale, el merge mai mult la acele două colțuri decât la acele două colțuri. Aceasta vă spune că rozătoarea a folosit orientarea dungilor pentru a-și da seama în ce cameră se află și, prin urmare, care două colțuri sunt cele potrivite. Toată lumea a înțeles asta? Dar iată lucrul uimitor -- chiar dacă în acest experiment, aceleași animale din aceleași încercări folosesc acele dungi pentru a-și da seama în ce cameră se află, nu le folosesc deloc pentru a rupe simetria și să meargă doar la colțul corect, ceea ce ar putea face, dar nu. Așa că, odată ce ai antrenat rozătoarele cu privire la aceste două lucruri, recompensa este aici în context vertical și ei sunt în context orizontal, îi dezorientezi, îi pui la loc. Obții că atunci când ai dungi verticale, ei du-te la aceste două colțuri... eu doar repet datele. Când există dungi orizontale, ele merg în cele două colțuri. Bine, au învățat asta. Dar de ce merg în acele două colțuri? Au învățat nenorocitele de dungi. Le-au folosit pentru a ști în ce cameră se află, dar nu le folosesc pentru a sparge asimetria și a decide care este colțul corect. Bine, deci acesta este ca un microcosmos al tot ceea ce am spus până acum într-un singur experiment. Rozătoarele observă acele caracteristici, folosindu-le pentru a-și da seama în ce cameră se află, unde sunt, dar nu reușesc să folosească acele caracteristici, orientarea dungilor, pentru a-și da seama care dintre cele două colțuri este cel corect. Nici măcar nu codifică mâncarea este aproape de dungi. Cum ar fi trebuit să fie ușor. În regulă, deci aceasta este o frumoasă... Adică, aceasta este mai multă dovadă pentru încapsularea informațională a acestui sistem. Pentru că ne arată exact în aceeași încercare, au folosit informațiile cu dungi pentru a ști în ce cameră. Nu au reușit să- l folosească pentru a-și da seama de orientarea lor în acea cameră. Are sens acest fel? Îmi dau seama că e cam subtil. Este un fel de simplu și subtil în același timp. Da? Publicul: Deci, cu celulele pe care ni le-ai arătat în primele hărți... NANCY KANWISHER: Ce caută ei aici? PUBLIC: Da, exact. NANCY KANWISHER: O întrebare grozavă. Să ne uităm la asta. Asta facem în continuare. Este o întrebare grozavă. Ce caută naibii de celule aici? Mare întrebare. Bine, să spunem puțin mai mult, apoi ne vom gândi la ce fac celulele locului. OK, așa că permiteți-mi doar să reafirm, să scot în numerar constatările aici. Șoarecii folosesc funcțiile pentru a-și da seama în ce loc se află. Sunt în acesta sau în altul? Dar nu reușesc să folosească aceste caracteristici pentru a-și da seama care este un colț corect. Sunt încă 50-50 pentru cele două colțuri, deși logic au acea informație, și ar putea să o folosească, și ar trebui să o folosească, nu au. Deci, asta înseamnă că șoarecii folosesc caracteristici -- în acest caz, orientarea -- pentru recunoașterea locului, dar nu pentru a-și recâștiga orientarea în acel loc. Repet doar ce am spus mai devreme. Are sens? OK, deci acum întrebarea lui David, ce caută celulele locului aici? Mare întrebare. Hai sa ne uitam. Sunt șoareci, așa că putem face asta sau Keinath și colab. pot face asta și Josh Julian, fostul meu tehnician de laborator. Deci, din nou, nu primesc niciun credit. Deci ce fac ei? Ele permit șoarecilor să caute firimituri într-o cutie ca aceasta. OK, ei dezorientează mouse-ul înainte de fiecare proces. Scoate-le, întoarce-le ca să nu știe în ce direcție se confruntă. Pune-le în cutie. Și au descoperit că celulele locului au o anumită locație în acea casetă. Nesurprinzător. Asta fac celulele locului. Așadar, aici sunt două teste diferite - două celule diferite care au fost cartografiate la o rozătoare care făcea asta. Această celulă răspunde întotdeauna în acel colț. O altă celulă răspunde doar în acel colț. OK, acestea sunt doar celulele locului, așa cum am descris înainte de a face ceea ce fac celulele locului. Dar acum, uneori, celulele respective sunt oprite cu 180 de grade, chiar dacă dungile ar trebui să rezolve ambiguitatea. OK, deci aceleași celule din alte încercări răspund la colțul opus. Deci celulele locului fac exact ceea ce face rozătoarea. Celulele locului sunt confuze. Mă confrunt cu... Sunt orientat așa, sau sunt orientat așa? Celulele locului nu știu, iar rozătoarea nu știe. Și cel mai tare lucru la acest experiment este că aceste lucruri sunt legate. În încercările în care rozătoarea merge în colțul greșit, celulele locului sunt și ele în colțul greșit. OK, ei determină sistematic în ce direcție va merge animalul. Oh, și, de asemenea, așa cum am menționat mai devreme, toate acele celule sunt în comun. Toate sunt sincronizate mergând în același mod. Deci, atunci când una dintre celule se rotește în colțul opus, toate celelalte se rotesc în colțul opus. Deci, este ca și cum cumva la încercare la încercare, rozătoarea crede că este orientat într-un fel, de fapt are 50-50 în ce fel este orientat. El nu folosește indicațiile caracteristice, iar comportamentul său în funcție de locul în care caută mâncarea urmează exact așa cum este orientat, la fel și toate celulele sale. OK, asta este că întregul sistem merge împreună. Asta vă spune că acele celule ale locului sunt relevante din punct de vedere comportamental. Ele sunt sistemul care fie determină direct, fie este strâns legat de sistemul care determină direcția în care animalul crede că se confruntă. OK, îmi dau seama că e puțin complicat. Are sens pentru tine că așa cum am vorbit despre reorientare, chiar dacă animalele ar trebui să știe din această dungă diferența dintre acel colț din acest colț, el nu știe comportamental. El caută mâncare chiar acolo și totuși merge 50-50. Ciudat și prost, nu? Celulele de loc fac același lucru. Și mai departe, celulele locului și comportamentul merg împreună. Da, Sasha? PUBLIC: Deci, dacă citiți informații din celulele locului, o puteți elimina? Poți [INAUDIBIL]? NANCY KANWISHER: Nu ar fi frumos? Se pare că nu poți din motivul pentru care cineva de aici a întrebat cu mult timp în urmă. Tu, cred. Și asta pentru că toate sunt întrepătrunse împreună. Și dacă zapezi doar una, nu vei avea... o singură celulă, nu vei avea efect. Și dacă faci zapezi într-o regiune întreagă, le primești pe toate și te năpădește. Deci nu poți face acea manipulare, din păcate. Ai nevoie de un fel de topografie pentru a face manipularea. Bine, așa că tocmai am spus cum toate astea-- m-am devansat-- cum se leagă de comportament, dar doar să trec prin asta rapid. Deci, ceea ce am făcut aici este că au antrenat mouse-ul pentru această sarcină clasică de reorientare. Ei dezorientează șoarecele înainte de fiecare proces în timp ce înregistrează din celulele locului hipocampului. Ca și înainte, celulele se rotesc la 180 de grade de la un proces la altul, în ciuda faptului că dungile ar trebui să dezambiguizeze și să le spună în ce direcție este orientat. Și, apropo, celulele de direcție a capului și celulele grilei se răstoarnă, de asemenea, în același mod, în concordanță cu celulele locului. Dar puteți spune în ce colț va merge animalul uitându-vă la ceea ce răspund celulele. Și atunci când această celulă de loc reprezintă acea locație, animalul caută mai întâi acolo. Și când se întoarce, ei caută în colțul opus. OK, deci toate acestea arată doar această legătură foarte puternică între celulele locului și comportament. Deci, pentru a recapitula, am vorbit despre patru tipuri diferite de celule implicate în reprezentarea spațiului și în navigarea în el. Plasați celule care sunt ca „ești aici”, ele răspund atunci când te afli într-o anumită locație. Celulele de direcție care răspund atunci când vă îndreptați într-o direcție, nu în altă direcție. Celulele de graniță care se declanșează atunci când vă aflați în apropierea unei anumite granițe din mediu. Am celule de graniță în lucru chiar acum pe parcursul întregii prelegeri. Am un lot de celule de frontieră care merg. Celulele grilă care fac acest lucru uimitor de a trage atunci când animalul se află în mai multe locații diferite, iar acele locații care îl fac să tragă sunt aranjate într- o grilă hexagonală. Gândiți-vă la asta ca la un fel de riglă care îi spune rozătoarei cât de departe a mers în acest spațiu, iar acele celule de grilă sunt ca riglele. Da, sigur. Acestea sunt cele patru tipuri despre care am vorbit. Așa că acum, iată chestia tare. Toate aceste lucruri... navigarea este minunată. Avem nevoie, este important. Toate animalele mobile au nevoie de el din motivele despre care am tot vorbit. Dar putem folosi acest întreg sistem pentru mult mai mult decât doar navigare. Odată ce ai în cap acest sistem elegant pentru a ține evidența locației tale, pentru a ține evidența direcției tale, pentru a ține evidența unde sunt lucrurile, cum te miști prin acel spațiu, poți folosi întregul sistem magnific în alte moduri . Și în ultimii trei sau patru ani, există doar un număr imens de studii care au început să ia asta foarte în serios, în special celulele grilei și se gândesc la modul în care celulele grilei... Adică, probabil întregul sistem, dar oamenii au m-am concentrat pe celulele grilei și modul în care sunt utilizate în mai multe situații diferite. Deci iată una. OK, acesta este un studiu grozav în care băieții ăștia au înfipt un mic dispozitiv atârnat de gâtul oamenilor, de gâtul subiecților. Aveți o cameră mică îndreptată înainte. Face fotografii la intervale aleatorii și înregistrează locația GPS a persoanei. OK, așa că îi trimiți pentru câteva luni cu acest mic dispozitiv și faci ceva pentru a proteja confidențialitatea oamenilor. Nu știu exact cum manevrează asta, dar sunt sigur că au găsit o cale. Și apoi primesc acest set de fotografii făcute din vederea frontală a acestei persoane, oriunde s-ar afla, timp de câteva luni, în timp ce au mers oriunde au mers în viața lor, cu o mică etichetă GPS pentru fiecare fotografie. OK, atunci ceea ce fac ei este să aducă subiecții și să le introducă în scaner și să le arate câteva dintre acele imagini. Și le-au cerut oamenilor să retrăiască experiența pe care au avut-o când se uitau la acel lucru. Pune-mi asta, ar fi monitorul meu ca tot timpul și nu aș ști ce experiență să retrăiesc, dar bănuiesc că acești oameni au avut o viață mai bogată, să sperăm. OK, așa că acum ceea ce fac ei este că folosesc analiza modelelor Voxel multiple în hipocamp în timp ce oamenii retrăiesc acele experiențe în scaner, uitându-se la acele imagini luate de la camerele lor frontale. Și apoi au întrebat, este modelul de răspuns în hipocamp, ca o grămadă de voxeli, iată un model, este mai asemănător pentru evenimentele pe care subiectul își amintește că au fost în apropiere în spațiu? OK, deci faci asta pentru mine, parcă da, mă duc ocazional la cantina Stata și ocazional merg la cantina Koch Center și am petrecut mult timp acasă, iar acele două lucruri sunt mai aproape unul de celălalt decât treaba mea de acasă. Sunt modelele mai asemănătoare pentru locațiile din apropiere decât pentru locații mai îndepărtate? Și au fost. Deci, aceasta este distanța pe o scară logaritmică dintre două modele care rezultă din faptul că subiectul privește două imagini diferite și aceasta este similitudinea modelului din hipocamp. Acum unii dintre voi s-ar putea să vă întrebați și, de fapt, mă întreb și eu. Cred că acesta este un studiu grozav, așa că îl prezint, dar nu are sens pentru mine, deoarece tot ceea ce știm despre hipocamp este locul în care celulele sunt destul de intercalate. Deci, cum reușiți să obțineți un răspuns tipar citind o locație sistematică din hipocamp este un mister pentru mine. Deci nu pot fi pe deplin... trebuie să existe un fel de structură acolo pentru aspectul acelor celule pentru a le permite să obțină aceste informații. OK, înțeleg toată lumea cum îți spune că hipocampul își amintește și retrăiește o anumită reprezentare a locațiilor unde ai avut acele experiențe? Toată lumea înțelege cum ne arată asta? Dar apoi au pus o altă întrebare interesantă și au spus, oh, reprezintă și timpul? Deci am vorbit despre spațiu în ultimele două prelegeri, dar acum mergem direct la capăt. Și primul nostru pas, nici măcar aproape de capătul adânc, este, nu este doar spațiu, ci timp? Deci, ei pot face toate acele fotografii și pot spune: OK, cât de departe unul de celălalt în timp au fost făcute aceste două fotografii? Și pot face același grafic și da, au o relație și cu timpul. Cu cât oamenii au văzut cele două modele mai îndepărtate în timp, cu atât mai diferite sunt modelele din hipocamp. Nu e tare? OK, deci acesta este un exemplu care arată că hipocampul deține un fel de reprezentare la scară largă nu doar a spațiului, ci și a timpului. Și așa că există multă muncă asupra modului în care acest lucru oferă structuri amintirilor noastre pentru distanțe de peste 100 de metri și timpi între 15 ore și o lună. O să rămân fără timp, așa că dacă nu este o întrebare de clarificare, voi continua. Da, OK. PUBLIC: Sunt diferite stări confundate în timp? NANCY KANWISHER: Da, da. Dacă tocmai ai făcut-o așa... deci trebuie să faci ceva pentru a alege timp lucruri care nu sunt confundate cu spațiul. Aveți această mostră mare de imagini și luați un subset în care echilibrați pentru el. Absolut. Ar trebui să facă asta. De fapt, nu-mi amintesc, dar trebuie să fi făcut asta. Oricât de imperfectă este evaluarea inter pares, nu ai trece niciodată prin evaluarea inter pares dacă nu te-ai ocupa de această problemă. OK, deci acesta este primul lucru. Iată un alt exemplu și mai radical. Așa că oamenii au arătat că reprezentările asemănătoare grilei-- și trec peste majoritatea detaliilor de aici pentru a vă oferi esenta, deoarece de fapt, detaliile sunt puțin complicate. Dar au arătat că oamenii par să-și folosească sistemul de celule grilă atunci când se gândesc la spații conceptuale, nu doar la spații fizice. OK, deci există un experiment clasic în care tipii ăștia le-au predat subiecților un spațiu conceptual. Ei i-au învățat despre diferite tipuri de păsări, iar aceste păsări diferă în două dimensiuni. Acestea pot varia în lungimea gâtului sau în lungimea picioarelor. Și aceste lucruri erau variate ortogonal, așa că au făcut niște păsări artificiale care au umplut acel spațiu. Și iată câteva dintre păsări. Acesta are picioare scurte și bine, iată unul cu picioare scurte și gât lung. Și iată unul cu gâtul mai lung și mai scurt... stai, să vedem. Picioare mai lungi și gât mai scurt chiar acolo. OK, deci ai toate combinațiile posibile. Nu le-au arătat oamenilor un astfel de spațiu. Ei doar i-au învățat lucruri despre aceste păsări diferite. Trebuiau să-și amintească numele și diverse fapte despre ei. Și astfel ideea este că atunci când oamenii învață despre acele păsări, ei construiesc mental un spațiu 2D. Pentru că, de fapt, acele păsări au fost generate dintr-un spațiu 2D, variind lungimea gâtului și lungimea picioarelor. Și atunci, atunci când scanează subiecții, au găsit în esență o semnătură neuronală a unui sistem de grilă reprezentând acel spațiu 2D. Deci, chiar dacă sistemul de grilă probabil a evoluat pentru a ne permite să navigăm într-un spațiu 2D și să ținem evidența unde ne aflăm în acel spațiu 2D, se pare că acum este cooptat și este folosit pentru tot felul de reprezentări ale spațiilor 2D. , inclusiv spații 2D extrem de abstracte, artificiale învățate pe care nici măcar nu ați fost predate în mod explicit ca spațiu 2D. Tocmai ai fost învățat aceste păsări. Deci este destul de uimitor. Într-un alt studiu recent, ei i- au pus pe subiecți să facă un joc de rol în timp ce se aflau în scaner. Și în jocul de rol, ei interacționează cu personaje virtuale. Și acele personaje virtuale aveau diferite tipuri de putere socială și afilieri diferite cu alți indivizi. Deci, iată un altul - spațiul social care a fost inventat de experimentatori, iar subiecții joacă acest joc, interacționând cu alți indivizi virtuali care variază în dominație socială și afilierea lor față de ceilalți. Și găsesc activitatea celulelor locului care pare să răspundă poziției altei persoane în acel spațiu social. Adică, este extrem de abstract. Și din nou, părți ale sistemului spațial de navigație sunt cooptate pentru a face acest lucru. Nu vă dau detalii despre cum se fac toate acestea. Vă spun doar că studiile au arătat că aceste sisteme sunt cooptate pentru alte utilizări. Iată o altă utilizare non-spațială foarte fermecătoare -- ei bine, un fel de utilizare spațială -- a celulelor locului. Deci, acei lilieci, se dovedește, sunt organisme extrem de sociale. Au structuri sociale foarte sofisticate și le pasă mult unul de celălalt și cine este înrudit cu cine și cine face ce cu cine. Și se dovedește că există celule de loc social la lilieci. Adică, celulele din creierul acestui liliac, dacă aș fi un liliac, asta ar reprezenta locația ta, Jack. OK, deci nu este lucrul obișnuit în care celulele mele de la locul meu spun doar unde sunt. Te urmăresc și celulele de la locul meu îmi spun unde ești. Ceva la care organismelor sociale le pasă foarte mult, inclusiv liliecii. Așa că au un liliac observator aici atârnând cu susul în jos, iar el îl privește pe acest liliac zburând încolo și înapoi. Și apoi, în acest experiment, el a urmat aceeași cale. Așa știm că urmărește acea cale pentru că trebuie să imite calea liliacului pe care tocmai a observat-o. Dar în timp ce se uită la acel liliac zburând pe acea cale, ceea ce vezi este că aici este o celulă chiar aici. Iată calea zburată de liliac, ca afară și înapoi. Și acesta este atunci când liliacul zboară afară și înapoi el însuși, și acesta este atunci când celălalt liliacul zboară afară și înapoi. Asta s-a cam estompat. Iată câmpul loc pentru sine și câmpul loc pentru alții. Nu sunt la fel. O anumită celulă nu reprezintă aceeași locație atunci când eu sunt cel care sunt acolo și când este persoana sau liliacul pe care îl urmăresc cine este acolo. Dar sunt câmpuri de loc în ambele cazuri. Celulele locului social. Voi continua pentru că altfel o să rămân fără timp, dar voi rămâne după. OK, deci întregul sistem este folosit nu doar pentru reprezentarea statutului social. Ce fel de pasăre este aceasta în acest spațiu abstract al păsărilor, dar de fapt pentru a lua decizii, pentru a gândi. Bine, așa că, în timp ce șobolanii aleargă în labirinturi, poți înregistra... am arătat deja asta... poți arăta mai multe celule hipocampale. Și vă puteți imagina că dacă am înregistra din mai multe celule hipocampale diferite în același timp, am putea citi acele celule și am putea ghici unde se află șobolanul în locația lui. Este la fel ca MVPA, dar se face prin neuroni. Deci avem o idee destul de bună despre unde este șobolanul. Așa că acum avem un șobolan care navighează în acest labirint și, ceea ce o să vă arăt, cercul alb este locul unde se află de fapt șobolanul. Și mica chestie de culoare vă spune unde citirea simultană din mai multe celule din hipocampul acelui șobolan ar prezice unde se află șobolanul. Putem spune unde se află șobolanul uitându-ne la celulele locului său? OK, deci aici sunt în același loc. Are sens. Șobolanul este chiar acolo și îl citim. OK, până acum e bine. Dar acum, ceea ce vom face este să urmărim ce face locația celulei locului în timp ce șobolanul se mișcă în mediul său și ia decizii cu privire la unde să meargă mai departe. OK, așa că ceea ce vom vedea este că șobolanul va ajunge la o intersecție a labirintului... Cred că este chiar aici. Și el va decide, o să merg pe aici? O să merg așa? Și în timp ce șobolanul rămâne acolo hotărând ce drum să meargă, iar albul rămâne acolo în timp ce stă acolo gândindu-se, nu, ar trebui să fac asta? Ar trebui să fac asta? Ai putea numi asta deliberare neuronală. Vom vedea ce îți arată activitatea lui locului celular. Deci iată-ne. Șobolanul începe acolo... hopa, cum joc asta aici? Bine, așa că șobolanul se îndreaptă acolo sus, la fel și celulele de la locul lui. Ajunge la intersecție. El rămâne într-un singur loc, dar uite ce fac celulele din locul lui. Ar trebui să merg acolo? Doar interpretez ce înseamnă asta, dar cu siguranță mi se pare o deliberare neuronală. Și asta a decis. Toată lumea înțelege ceea ce tocmai am văzut? În timp ce stă acolo, el se află într-un singur loc, dar decide clar unde să meargă în continuare. Și în timp ce el decide, acele celule de loc aparent rulează, în esență, simulări ale unde ar putea merge în continuare. OK, așa că am început cu această listă mare și lungă de lucruri pe care trebuie să le știi pentru a naviga prin lume. Și baza neuronală a tuturor acestor lucruri nu este încă înțeleasă, dar v-am arătat ceea ce cred că sunt o grămadă de fragmente tentante. Ceea ce duce la ideea că cea mai bună presupunere a noastră actuală despre locusul neuronal al acestor lucruri, care este foarte departe de înțelegerea reală a modului în care funcționează, este că percepția asupra aspectului spațiului din jurul nostru, a PPA și a zonei locului occipital. sunt foarte implicați în asta. De asemenea, spunând pentru un loc necunoscut ce fel de loc este acesta. Nu v-am arătat acele date, dar puteți, de fapt, să decodați dacă vă uitați la o scenă sau la o plajă, uitându-vă la modelul de răspuns și la PPA. Am vorbit despre ideea că cortexul retrosplenial ar putea fi implicat în recunoașterea locațiilor familiare - acesta este un pic un semn de întrebare. Că ideea că harta ta a lumii este reprezentată în hipocampul tău prin intermediul celulelor locului, care spun, de asemenea, unde te afli în acea lume. Că direcția ta de îndreptare la oameni... Nu ți-am dat toate dovezile pentru asta, dar la oameni, există destule dovezi că cortexul retrosplenial este foarte implicat în direcția de îndreptare. Cred că v-am dat dovezi -- pacienți care au suferit leziuni acolo și pot recunoaște locurile, dar nu știu cum sunt orientați acolo. Că planificarea rutelor în jurul granițelor din mediul dumneavoastră implică zona locului occipital și zona locului parahipocampic și că această afacere de reorientare pare să implice în special celulele de direcție la om, cel mai probabil în cortexul retrosplenial. Așa că nu trebuie să le memorezi pe toate. Adică, nu-mi pasă atât de mult de locații. Ceea ce vreau să înțelegeți este care sunt aceste probleme implicate în navigație și ce fel de lucruri putem învăța cu diferite tipuri de măsuri comportamentale și neuronale. Și poate ați observat în ultimele două prelegeri că am prezentat o mulțime de date comportamentale, pentru că, de fapt, până acum, cele mai bogate perspective despre modul în care funcționează de fapt sistemul încă vin -- sau multe dintre cele bogate provin din date comportamentale. OK, testul este în două minute. Dorește cineva să-mi pună o întrebare înainte de test? Da? PUBLIC: Știți că [INAUDIBIL]? NANCY KANWISHER: Da, deci trebuie să faci o mulțime de controale pentru a rezolva asta. Și nu ți-am arătat niciunul dintre detaliile datelor. Dar da, acești băieți sunt destul de atenți și există toate aceste lucruri - există multe moduri diferite în care oamenii urmăresc neuronii hipocampali și decodifică traiectorii din neuronii hipocampali. Poate că ați auzit despre reluare, care este un lucru important în acest departament. Laboratoarele Tonegawa și Wilson studiază acest lucru, unde aveți o rozătoare care se mișcă într-o singură traiectorie în timpul zilei, apoi înregistrați din acei neuroni noaptea și vedeți reluarea traiectoriilor prin care a trecut rozătoarea în ziua precedentă. Și deci trebuie să fii foarte atent să spui, OK, există o mulțime de date și mult zgomot, și acesta este într-adevăr mai mult decât zgomotul? Și este, dar este nevoie de multă muncă statistică pentru a demonstra asta. Da? PUBLIC: [INAUDIBIL] scenariul să fie ca un loc pe care îl cunosc. Cu neuronii, aceiași neuroni s- ar declanșa dacă mă întorc în acel mediu, presupun, sau îmi place locul? NANCY KANWISHER: Da, da. PUBLIC: Dar atunci nu poți avea asta cu adevărat, sau nu poți rezerva neuroni pentru aceștia [INAUDIBIL].. NANCY KANWISHER: Este o întrebare bună. Cum avem destui neuroni? Da, mai ales pentru un loc unde mergem la fiecare șase luni. Ei stau în jur așteaptă să ne întoarcem acolo? Nu, există o anumită reciclare a neuronilor în locații foarte diferite . Deci, în acea locație, vor fi consecvenți. Dar da, reciclezi. Așadar, același neuron va avea o celulă de loc în acest mediu și poate sau nu să aibă o celulă de loc în alt mediu. Asta e o intrebare buna.