Для того, чтобы наши движения и перемещения в пространстве каждый раз не заканчивались шишками на лбу и разбитыми мизинчиками на ногах, наш мозг использует сохраненные «карты» окружающей среды, которые неосознанно всплывают в момент нашего движения. Однако, есть мнение, что мозг применяет эти карты не со стороны, так сказать, а помещая человека на эту карту и собирая данные при виде от первого лица.

Доказать эту теорию решили ученые из Бостонского университета, проведя ряд практических опытов с лабораторными крысами. Как же на самом деле мозг ориентируется в пространстве, какие при этом задействуются клетки, и какую роль данное исследование играет для будущего автономных автомобилей и роботов? Об этом мы узнаем из доклада исследовательской группы.

Основа исследования

Итак, установленный много лет назад факт заключается в том, что основной частью мозга, отвечающей за ориентацию в пространстве, является гиппокамп.

Гиппокамп участвует в самых разных процессах: формирование эмоций, преобразование кратковременной памяти в долговременную и формирование пространственной памяти. Именно последняя и является источником тех самых «карт», которые наш мозг в нужный момент вызывает для более эффективной ориентации в пространстве. Другими словами в гиппокампе хранятся трехмерные нейронные модели пространства, внутри которого находится владелец мозга.

Существует теория, утверждающая, что между фактической навигацией и картами из гиппокампа имеется промежуточный этап — преобразование этих карт в вид от первого лица. То есть человек пытается понять где что расположено не вообще (как мы видим на настоящих картах), а где что будет расположено относительно его самого (как функция «просмотр улиц» в Google Maps).

Авторы рассматриваемого нами труда подчеркивают следующее: Когнитивные карты окружающей среды кодируются в гиппокампальной формации в аллоцентрической системе, но моторика (сами движения) представлены в эгоцентрической системе.

UFO: Enemy Unknown (аллоцентрическая система) и DOOM (эгоцентрическая система).

Разница между аллоцентрической и эгоцентрической системами напоминает разницу между играми от третьего лица (или от вида сбоку, сверху и т.д.) и играми с видом от первого лица. В первом случае для нас важно само окружение, во втором — наше положение относительно этого окружения. Таким образом, аллоцентрические навигационные планы должны быть преобразованы в эгоцентрическую систему для фактической реализации, т.е. перемещения в пространстве.

Исследователи считают, что именно дорсомедиальный стриатум (DMS)* играет важнейшую роль в вышеописанном процессе.

Стриатум * — часть мозга, которая относится к базальным ядрам; стриатум участвует в регуляции мышечного тонуса, внутренних органов и поведенческих реакций; стриатум также называют «полосатое тело» ввиду его структуры из чередующихся полос серого и белого вещества.

DMS демонстрирует нейронные ответы, связанные с принятием решений и выполнением действий относительно навигации в пространстве, потому этот участок мозга следует изучить подробнее.