Нейронный спидометр нашего мозга

29.07.2015

Исследователи из Норвежского университета естественных и технических наук, Мэй-Бритт и Эдвард Мозеры (May-Britt, Edvard Moser) обнаружили в мозге крысы нейроны скорости - их активность менялась в зависимости от того, как быстро двигалась крыса.

Еще в 2005 году ученые нашли в энторинальной коре группу нервных клеток, которые быстро получили прозвище GPS-системы мозга. Эти клетки по очереди возбуждаются, пока индивидуум передвигается в пространстве, - то есть, можно сказать, что нейроны отмечают участки территории. Особенность же их в том, что включаются такие нейроны по особой схеме, разбивая пространство на шестиугольные фрагменты, делая его похожим на огромную решетку. Отсюда и их название - grid-нейроны, или нейроны решетки. Сама же энторинальная кора играет большую роль в формировании пространственной памяти и декларативной памяти (о событиях и объектах, которые мы видели своим глазами).

Но, как легко понять, работа клеток пространственной ориентации зависит от того, с какой скоростью индивидуум движется через ландшафт. Очевидно, что работа нейронной GPS-системы должна корректироваться какими-то датчиками скорости. С другой стороны, картирование местности зависит еще и от окружающего контекста, направления движения, наличия или отсутствия границ. Поэтому найти нейроны, которые отмечали бы скорость, было весьма непростой задачей: их активность в мозге подопытных животных требовалось отделить от активности других, которые реагировали на смену направления, на контекст и т. д. Кроме того, свободно перемещающееся животное часто останавливается, и во время остановки, по словам авторов работы, мозг - по крайней мере, та его часть, которая отвечает за ориентацию в пространстве - вообще переключается в другой режим работы.

Нейробиологи воспользовались остроумным устройством, похожим на автомобиль без дна: крыса в нем могла двигаться только в одном направлении и с той скоростью, с которой двигалось само устройство. "Автомобиль" был запрограммирован менять скорость, но ни разу не останавливаться на протяжении тех 4 метров, которые он "проезжал" вместе с крысой. В результате удалось обнаружить клетки, чья активность четко менялась при ускорении или при замедлении движения, причем они работали даже в том случае, если животное двигалось в темноте. В этом они похожи на нейроны пространственной решетки, которые работают вне зависимости от окружения, расчерчивая окружающее пространство независимо от того, что находится вокруг. (За конкретное наполнение ландшафта отвечают другие клетки, открытые Джоном О'Кифи, разделившим Нобелевскую премию с супругами Мозер.) Нейроны скорости находятся там же, где и grid-нейроны - в энторинальной коре, и, скорее всего, обе группы клеток активно общаются друг с другом. Результаты исследований опубликованы в Nature.

Однако не факт, что новые клетки окажутся единственными, что обладают функцией спидометра. По словам Майкла Хассельмо (Michael Hasselmo) из Бостонского университета, у него и его сотрудников скоро будет опубликована статья с описанием нескольких типов измеряющих скорость нейронов, среди которых есть и те, что находятся в энторинальной коре.

С другой стороны, можно вспомнить совсем недавнюю работу в Neuron - в ней нейробиологи из Университета Бонна и Немецкого центра нейродегенеративных болезней описывают нейронную цепь, связывающую пространственную память и скорость передвижения. Меняя частоту импульсов в этой цепи, можно было повлиять на поведение мыши, на то, как она двигалась. Скоростная цепочка клеток оказалась связана с гиппокампом, главным центром памяти; с другой стороны, энторинальная кора тоже входит в "зону влияния" гиппокампа.

Хотя все описанные эксперименты выполнялись на животных, у человека, скорее всего, дела обстоят точно так же - ведь и для нас важно знать скорость собственного движения. Возможно, существует несколько нейронных спидометров, которые вместе следят за перемещениями тела и сообщают о них в GPS-системе, которая, в свою очередь, вместе с картами, хранящимися в памяти, формирует картину того, где мы находимся.

<< Назад: Детская обувь с GPS-трекером 30.07.2015

>> Вперед: Транзистор из одной молекулы и нескольких атомов 29.07.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Умная капсула GISMO: миниатюрный анализ здоровья кишечника изнутри 05.06.2026

Медицина активно ищет способы сделать диагностику заболеваний желудочно-кишечного тракта менее инвазивной, комфортной и информативной. Триллионы бактерий, населяющих наш кишечник, производят множество веществ, которые могут сигнализировать о воспалениях, нарушениях микробиоты и даже ранних стадиях серьезных заболеваний задолго до появления симптомов. Именно поэтому ученые из Бельгии и Нидерландов разработали революционную технологию - крошечную умную капсулу, способную "путешествовать" по пищеварительной системе и собирать ценные химические данные в реальном времени. Капсула GISMO (Gastrointestinal Smart Module), созданная специалистами imec и OnePlanet Research Center, по размеру сравнима с конфетой Tic Tac. Пациенту достаточно проглотить ее, после чего устройство начинает каждые 20 секунд анализировать химическую среду кишечника, в частности окислительно-восстановительный потенциал (redox balance), уровень pH и температуру. Собранные данные передаются на небольшой приемник, которы ...>>

Робот-уборщик томатов черри 05.06.2026

В условиях острого дефицита рабочей силы в сельском хозяйстве многих стран, особенно в Японии с ее стареющим населением, автоматизация сбора урожая становится одним из главных направлений развития агротехнологий. Роботы, способные бережно и точно собирать деликатные культуры, помогают фермерам снижать трудозатраты и поддерживать стабильное производство. Ярким примером такого прогресса стала разработка японской компании Tokuiten Inc. Японская агротехнологическая компания Tokuiten Inc. сообщила, что ее робот для сбора томатов черри с всасывающим механизмом успешно завершил пилотную фазу. С 25 мая 2026 года машина работает в штатном режиме на органической ферме (сертифицированной по стандарту JAS) площадью 2000 м2 в городе Чита префектуры Аити. Это один из первых случаев в Японии, когда робот для уборки овощных культур используется в повседневном коммерческом производстве. В апреле 2026 года один робот обеспечивал сбор до 31 кг томатов черри в сутки. По результатам внутренних провер ...>>

Экологичный способ добычи лития без кислот и высоких температур 04.06.2026

Растущий спрос на литий, необходимый для производства аккумуляторов электромобилей и систем хранения энергии, ставит перед человечеством серьезные экологические и экономические вызовы. Традиционные методы добычи этого металла часто сопровождаются высоким потреблением воды, значительными выбросами углекислого газа и образованием вредных отходов. Однако ученые из Массачусетского технологического института (MIT) предложили инновационный подход, который может кардинально изменить ситуацию, сделав добычу лития из твердых пород более чистой, дешевой и устойчивой. Новый процесс, подробно описанный в исследовании, опубликованном в журнале Science в мае 2026 года, позволяет химически разделять минерал сподумен на литий, алюминий и кремний без использования кислот и высокотемпературного обжига. В отличие от традиционных технологий, этот низкотемпературный метод основан на применении фторида аммония, который безопасно растворяет силикатную матрицу породы, высвобождая ценные компоненты. Йет- ...>>

Ультрабук Lenovo ThinkBook 04.06.2026

Компания Lenovo анонсировала ультрабук ThinkBook 14x, который представляет собой глобальную версию модели ThinkBook X AI 2026. Новинка поражает своей легкостью: при весе всего 990 граммов и сверхтонком корпусе толщиной от 12,9 до 15,6 мм устройство предлагает впечатляющие возможности. Размеры ноутбука составляют 312 x 217 мм, что делает его одним из самых компактных и удобных для ежедневного ношения решений на рынке. Сердцем новинки стал 14-дюймовый OLED-дисплей с разрешением 1800p и частотой обновления 120 Гц. Экран обеспечивает полное покрытие цветового пространства DCI-P3, а его пиковая яркость достигает 500 нит в SDR-режиме и впечатляющих 1100 нит при воспроизведении HDR-контента. Благодаря этому картинка отличается высокой контрастностью, насыщенностью цветов и плавностью, что особенно важно для работы с графикой, видео и повседневных задач. Покупателям доступны пять вариантов энергоэффективных процессоров Intel Lunar Lake: Core Ultra 7 258V, Core Ultra 7 266V, Core Ultra ...>>

Гаджеты и развитие речи у детей 03.06.2026

В раннем детстве формирование речи и словарного запаса происходит особенно интенсивно. Малыши активно учатся новым словам через живое общение со взрослыми, мимику, интонации и совместные игры. Однако в эпоху повсеместного распространения цифровых устройств все больше родителей беспокоятся о влиянии гаджетов на развитие своих детей. Современные исследования подтверждают, что чрезмерное время перед экранами может замедлять этот важный процесс. Ученые Университетской больницы города Тампере в Финляндии провели исследование, которое показало четкую связь между использованием электронных устройств и темпами развития речи у малышей. По их данным, в полтора года ребенок в среднем знает от 5 до 20 слов, а к двум годам его словарный запас обычно расширяется до 40-50 слов. Однако чем больше времени малыш проводит у экранов гаджетов, тем медленнее пополняется его лексикон. Исследователи отметили, что негативное влияние оказывает не только самостоятельное использование детьми планшетов и сма ...>>

Случайная новость из Архива Ulefone Armor 28 Ultra Thermal - смартфон с тепловизором 23.02.2025 Компания Ulefone представляет новую модель смартфона, которая расширяет границы возможностей мобильных устройств, сочетая в себе высокую производительность с уникальной функцией тепловизионной съемки на основе искусственного интеллекта. Armor 28 Ultra Thermal - это не просто смартфон, а мощный инструмент для профессионалов и любителей инноваций. Ulefone Armor 28 Ultra Thermal представляет собой уникальный смартфон, сочетающий в себе высокую производительность, инновационные функции и прочный корпус, что делает его идеальным выбором для профессионалов и любителей активного образа жизни. В отличие от стандартной модели Armor 28 Ultra, тепловая версия оснащена интегрированным тепловизионным датчиком Thermovue T2, который работает в сочетании с технологиями SharpenAI и FusionAI. Эти технологии позволяют значительно сократить время обработки тепловых изображений, делая работу с тепловизором более быстрой и эффективной. Благодаря высокой тепловой чувствительности и профессиональной точности, устройство обеспечивает отличное тепловое разрешение и детализацию, что делает его незаменимым помощником для специалистов в области строительства, инженерии и аварийных служб. Обе модели, как стандартная, так и тепловая, работают на базе мощного чипсета Dimensity 9300+, который обеспечивает высокую производительность и эффективную работу с искусственным интеллектом. Новая архитектура интегрирует механизм искусственного интеллекта на аппаратном уровне, что значительно повышает скорость и надежность вычислений. Пользователи могут взаимодействовать с Google Gemini и использовать различные функции на основе искусственного интеллекта, такие как определение расстояния, изменение фона и цифровая обработка изображений. Смартфон оснащен двумя AMOLED-дисплеями: основным с диагональю 6,67 дюйма и частотой обновления 120 Гц, а также дополнительным с диагональю 1,04 дюйма и частотой обновления 60 Гц. Оба экрана поддерживают режим постоянного отображения и позволяют настраивать персональный фон экрана блокировки. Armor 28 Ultra обладает впечатляющими возможностями фото- и видеосъемки. Основная камера на 50 МП с 1-дюймовым сенсором Sony IMX989, сверхширокоугольный объектив на 50 МП и камера ночного видения на 64 МП позволяют получать высококачественные снимки и видео в любых условиях освещения. Благодаря записи видео в формате 8K и физической кнопке камеры, пользователи могут быстро начать съемку всего за две секунды. Смартфон оснащен мощным аккумулятором емкостью 10600 мАч, который поддерживает быструю зарядку мощностью 120 Вт и беспроводную зарядку мощностью 50 Вт. Устройство работает под управлением операционной системы Android 14 с возможностью обновления до Android 15. Интерфейс USB 3.2 поддерживает протокол DP1.4 для зеркального отображения экрана в высоком разрешении. Смартфон также оснащен модулями GPS, Glonass, Beidou, Galileo, QZSS, NavIC, NFC, Bluetooth 5.4 и имеет сертификацию Widevine L1 для потокового видео в высоком разрешении.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026