Ячейки пространственного обзора - Spatial view cells
Пространственный вид клетка являются нейронами в приматах " гиппокамп ; они реагируют, когда определенная часть окружающей среды оказывается в поле зрения животного .
Они связаны с ячейками размещения и ячейками направления головы . Ячейки пространственного обзора отличаются от ячеек места , поскольку они не локализованы в пространстве. Они также отличаются от ячеек направления головы, поскольку они представляют не глобальную ориентацию (как компас ), а направление к конкретному объекту. Клетки пространственного обзора - это клетки, которые реагируют в гиппокампе, когда вызывается определенное место. Эти клетки идентифицируются в гиппокампе испытуемых путем мониторинга отдельных нейронов, в то время как испытуемый перемещается в пространственной среде, контролируемой сигналом. Ячейки пространственного обзора - это ячейки, которые последовательно срабатывают, когда обезьяна смотрит в определенном направлении в окружающей среде; это не зависит от направления головы или местоположения обезьяны. Кроме того, подтверждается, что эти ячейки являются ячейками пространственного обзора, наблюдая, что существует минимальное рандомизированное срабатывание ячеек без наличия соответствующего стимула .
Характеристики
Ячейки пространственного вида можно охарактеризовать следующими особенностями:
- реагировать на область визуального пространства времени смотрели, относительно независимо от того, где обезьяны находится
- реагировать на небольшое количество визуальных сигналов, как правило, в пределах поля восприятия 30 °
- активируется при выполнении пространственных задач, которые включают активную ходьбу в пространственной среде
- огонь относительно независимо от того места , где обезьяна находится
- представляют собой место, на которое смотрит обезьяна
- обычно стимулируется как минимум 3 сигналами, присутствующими в оптимальном обзоре
- стрелять равномерно по разным областям в космосе, пока обезьяна смотрит на одну и ту же область
- способность сохранять свои пространственные свойства до нескольких минут в темноте
- ответы зависят от того, куда смотрит обезьяна , путем измерения положения глаз
- пространственное представление аллоцентрическое
- в некоторых случаях ответы все равно возникают, даже если детали просмотра скрыты шторами
Клетки пространственного обзора, которые реагируют в отсутствие визуальных сигналов, обычно обнаруживаются в области Cornu Ammonis 1 , парагиппокампальной извилине и предубикулуме, тогда как те, которые не отвечают, находятся в области Cornu Ammonis 3 . Клетки, обнаруженные в областях CA1, парагиппокампальной извилины и предубикулума, часто обеспечивают более длительный ответ даже после того, как стимул удаляется в течение нескольких минут в полной темноте . Клетки пространственного обзора обновляют свои представления с помощью идиотических входов в темноте, и эти клетки обычно обнаруживаются в областях CA1, парагиппокампальной извилине и предубикулярной области.
Использует
Ячейки пространственного обзора используются приматами для хранения эпизодической памяти, которая помогает запоминать, где был конкретный объект в окружающей среде. Исследования изображений показали, что гиппокамп играет важную роль в пространственной навигации и эпизодических воспоминаниях. Кроме того, ячейки пространственного обзора позволяют им вспомнить местоположение объектов, даже если они физически не присутствуют в окружающей среде. Эти нейроны , связанные с запоминанием места и объекта часто встречается в приматах гиппокампа . Эти ячейки пространственного обзора не только запоминают определенные местоположения, но также запоминают расстояния между другими ориентирами вокруг места, чтобы лучше понять, где эти места находятся в пространстве.
В реальных приложениях обезьяны запоминают, где они видели спелые фрукты, с помощью ячеек пространственного обзора. Люди используют ячейки пространственного представления, когда пытаются вспомнить, где они могли видеть человека или где оставили свои ключи. Высокоразвитые системы визуального контроля и управления движением глаз приматов позволяют им исследовать и запоминать информацию о том, что присутствует в разных местах окружающей среды, без необходимости физически посещать эти места. Подобные воспоминания были бы полезны для пространственной навигации, при которой приматы визуализируют все в аллоцентрической или мирской манере, что позволяет им передавать указания другим, не проходя физически весь маршрут. Эти клетки используются приматами в повседневной жизни.
Удаление ячейки пространственного обзора
Болезни и недуги , наносящие вред мозгу и гиппокампу, также могут повредить клетки пространственного зрения, расположенные в гиппокампе. Инсульты , менингит и энцефалит - это лишь некоторые из различных заболеваний, которые могут нанести вред клеткам пространственного зрения. Некоторые клинические симптомы, присутствующие у пациентов с поражением центральной нервной системы, включают: лихорадку , изменение психического статуса и ригидность шеи . Поражения исследование показало , что повреждение гиппокампа или к некоторым из его соединений, такие как свод , у обезьяна вызывает дефицит в изучении о местах объектов и о тех местах , где должны быть сделаны ответы. Такое повреждение головного мозга часто приводит к нарушению памяти объекта-места. Задачи с размещением объектов требуют, чтобы обезьяна не только запоминала увиденный объект, но также должна помнить, где этот объект был замечен в окружающей среде. Было показано, что поражения задних парагиппокампа у макак нарушают даже простой тип объектно-пространственного обучения, при котором для запоминания требуется только одна пара уникальных стимулов.
Отношение к другим заболеваниям
Пациенты с повреждением клеток пространственного зрения часто будут демонстрировать аналогичные симптомы других заболеваний, таких как сосудистая деменция, болезнь Альцгеймера , фуга амнезии, дегенерация желтого пятна и повреждение зрительного нерва. Еще одно заболевание, которое отражает признаки нарушения пространственного зрения, - это повреждения свода, которые нарушают условное обучение дискриминации между левыми и правыми. Пациенты с повреждением височной доли, которая также включает гиппокамп, иногда могут иметь амнезию . Пациенты с амнезией часто имеют нарушения памяти, при которых им трудно вспомнить как то, что они видели, так и место, где они видели объект или событие. Эти признаки указывают на возможное повреждение клеток пространственного зрения, обнаруженных в гиппокампе.
Текущие исследования с использованием ячеек пространственного обзора
Оптимальная скорострельность
Текущие исследования показывают, что максимальная скорость срабатывания ячеек пространственного обзора достигается, когда тестирующему агенту разрешено свободно исследовать окружающую среду. Тесты, в которых обезьяне не позволяли активно двигаться, дали очень мало результатов по обнаружению клеток пространственного обзора в гиппокампе . Большинство экспериментов , проведенных для пространственных зрения клеток включает использование макаки обезьян в качестве подопытных. Эти типы клеток идентифицируются путем мониторинга гиппокампа обезьян, в то время как мозг стимулируется путем представления различных изображений и объектов в поле зрения обезьяны. Различные исследователи используют разные методологии синхронно с проводимым экспериментом, чтобы идентифицировать эти ячейки пространственного обзора. Например, в задаче отложенной пространственной реакции обезьяне показывают стимул на одной стороне экрана, а затем этот стимул убирают. Через короткое время стимул снова предъявляется обезьяне в том же месте, и активация клетки в гиппокампе, которая конкретно связана с местом, на которое смотрит обезьяна и не зависит от местоположения обезьяны, помогает идентифицировать ячейка пространственного обзора. Обезьян в этом эксперименте поощряют, награждая их фруктовым соком, если они правильно идентифицируют один и тот же объект в одном и том же месте дважды подряд, и если они ошибаются, обезьяны получают соленый привкус.
Ассоциация с эпизодическими воспоминаниями
В экспериментах часто используются задачи на запоминание места и объекта, потому что они представляют эпизодические воспоминания и часто задействуют аналогичные части мозга . Также считается, что всякий раз, когда сохраняется эпизодическая память, вместе с ней сохраняется и часть контекста этого события. В результате вспоминание определенного места может связать эмоции в это время. Эти воспоминания случаются не только в том случае, если место вспоминается, но они могут возникать, если человек находится в том же настроении, что и во время события. Награда также запоминается вместе с местом, в котором она была получена. Доказано, что ячейки пространственного обзора не зависят от направления головы и ячеек места. Было показано, что клетки пространственного обзора реагируют даже в темноте без каких-либо визуальных сигналов, пока испытуемый смотрел в правильном направлении. Считается, что в отсутствие визуальных сигналов ячейки пространственного обзора реагируют на входные данные, полученные от ячеек направления головы, и размещают ячейки вместе с положением глаз приматов . Использование вестибулярной системы и проприоцептивных сигналов также дает ощущение направления, в котором животное смотрит в темноте.
Возможность обновления с новой информацией
Исследования привели к выводу, что ячейки пространственного представления постоянно обновляются с помощью других данных, поступающих от тела. Например, когда обезьяна ориентирована в другом положении в пространстве, например в перевернутом положении, ячейки пространственного обзора по-прежнему реагируют, когда испытуемый смотрит в соответствующем направлении. Это означает, что ячейки пространственного обзора постоянно получают поток новой информации. Эта интеграция из различных входов создает непрерывные сети аттракторов. Нейронные сети с непрерывным аттрактором, также известные как CANN, обычно используются при изучении ячеек пространственного обзора с идиотической точки зрения. CANN позволяют исследователям внимательно следить за связанными ячейками направления головы и размещать ячейки вместе с ячейками пространственного обзора как единый «пакет нейронной активности».