Фото: bu.edu

Дослідження вчених Бостонського університету, що фінансується Міністерством оборони США, показало, що у щурів в мозку існує «система навігації», яку формують так звані картографічні нейрони. Експеримент проводили неврологи Бостонського університету Джейк Хінман (Jake Hinman) і Вільям Чепмен (William Chapman), а також директор Центру системної нейробіології Майкл Хассельмо (Michael Hasselmo).

Вчені підтвердили, що щури орієнтуються в замкнутих незнайомих просторах завдяки клітинам-навігаторам або картографічним клітинам. На думку науковців, принцип навігаційної системи мозку щурів цілком може бути використаний для нейронавчання машин і створення прототипу більш «розумної» бортової системи автономних транспортних засобів. Вони будуть здатні долати перешкоди, а також об’їжджати живі об’єкти на дорогах.

Багато десятиліть дослідники вважали, що область мозку – гіпокамп – зберігає карту навколишньої місцевості, і формує в потрібний момент маршрут ділянки, за яким людина хоче пройти. Але для того, щоб краще зрозуміти маршрут пересування, мозку необхідно перетворити картинку реальності на версію на кшталт Google Maps для перегляду вулиць – в такому режимі бачення кордони і орієнтири знаходяться навколо людини, а світ вона сприймає з позиції спостерігача.

В ході експериментів виявилося, що у щурів існує функція внутрішньої «карти вулиць». Контролює поведінку при орієнтації на місцевості у гризунів область мозку під назвою стриатум (смугасте тіло мозку). У людини стриатум виконує регулюючу функцію, відповідає за формування умовних рефлексів, частково за поведінку і реакції на подразники. Під час досліду щурів помістили в кімнату, де в різних місцях були заховані шматочки фруктів. До мозку гризунів підключили електроди для фіксування мозкової активності, і виявилося, що клітини стриатума (егоцентричні прикордонні клітини) проявили небувалу активність. На рівні мозкової активності це означало, що вони «активувалися» і направляли щурів по необхідному маршруту.

Зрозуміти, як працюють прикордонні клітини в стриатумі – це перший крок до з’ясування того, яким чином щури використовують інформацію для знаходження об’єкта і поводження перешкод. Весь процес навігації гризунів на місцевості може стати ключовим для неймовірних технологічних зрушень, вважають вчені. Наприклад, створення роботів для роботи в приміщеннях, де багато людей або роботів для перетину місцевості з перешкодами. Все це можливо, якщо вдосконалити існуючі навігаційні системи. Сфера застосування таких пристроїв практично необмежена. Від будівництва до рятувальних операцій. Наприклад, під час вибухів на японській атомній електростанції Фукусіма-1 у 2011 році високий рівень радіації не дозволив інженерам особисто вирішити ситуацію і запобігти наслідкам. На ліквідацію відправляли роботів, але вони часто падали через зіткнення з перешкодами. Роботи з більш сучасною навігаційною системою могли б впоратися з завданням набагато швидше. Те ж стосується і автомобілів з автономним водінням. Якщо їх оснастити відповідними навігаційними програмами, аварій і зіткнень стане менше.

Автор: Тетяна Козодой


Читайте також:

Створено робота-таргана, що витримує навантаження до 60 кілограмів

Український школяр розробив TouchGuide – пристрій для людей з порушеннями зору

Коментарi