우리의 두뇌가 다른 현실을 상상하는 방법

우리의 두뇌가 다른 현실을 상상하는 방법

오후에 예정된 강의에 앞서 마음이 떠오를 때 당신은 출근길에 있습니다. 당신은 당신의 동료들이 물어볼 수있는 질문에 대비하여 자신의 사무실로 전화를 걸어 자신의 대화를 연습합니다. 나중에 전자 메일받은 편지함을 정리하면 끝없이 스크롤 할 때 점심 옵션이 사라집니다.

이것은 우리가 현실 세계에서 취하는 모든 행동이 우리가 상상했던 숨은 대체 행동으로 어떻게 전달되는지에 대한 몇 가지 예일뿐입니다. 우리의 적극적인 의사 결정의 방법과 이유를 이해하기 위해 상당한 연구 노력이 투자되었지만, 새로운 현실의 증거는 우리가 대체 현실에서 보내는 시간이 중요한 신경 학적 목적에 기여한다는 것을 알려줍니다.

두뇌의 많은 부분이 우리의 정신지도를 만들기 위해 함께 일하지만 공간 탐색의 주요 플레이어는 해마, 뇌의 기억 좌석과 인접한 피질은 해마 거기에서 생성 된 정보를 더 높은 처리 영역으로 중계합니다.

1948 년 초, 설치류는 다양한 환경 신호에 의존하여 미로 학습 과제의 보상에 대한지도를 생성 할 것을 제안했습니다. 그러나이지도와지도를 생성 한 세포의 특성은 미스터리로 남아 있습니다. XNUMX 년 후, 연구자들은 쥐의 특정 해마 세포가 특정 장소에 들어갈 때 더 자주 발사되는 것을 관찰했습니다. 놀랍게도, 이들 세포 네트워크의 발사 패턴은 초기 활성화시 존재하는 신호가없는 경우에도 시간이 지남에 따라 안정적이다. 설명 적으로 명명 된 "장소 세포"의 발견은 길 찾기의 신경 생물학적 기초에 대한보다 정확한 조사를위한 길을 열었습니다.

장소 세포가 발견되었을 때, 제안 된 기능은 주어진 공간의 일대일 지형도를 만드는 것이었다. 육체 세계에서 뇌로 이동하는 대부분의 감각 표현은 지형 조직. 차에 타서 알 수없는 부품을 찾는다고 상상해보십시오. 위성 항법, GPS 또는 종이지도를 사용하여 목적지를 안내 할 수 있습니다. 지도의 각 지점이 여행의 특정 랜드 마크에 해당하는 것처럼 셀을 환경의 특정 랜드 마크에 고정시켜 공간에서 방향을 지정합니다.

우리의 내부 공간 지형은 동물이 그 공간 내에서 어떻게 행동하는지에 대한 특정 자극, 단서 또는 보상의 표현을 인코딩하는 해마 세포와 함께보다 정교합니다. 예를 들어, 낯선 나라의 공항에 도착한다고 상상해보십시오. 이 새로운 공간에 당신을 정박시키는 익숙한 시각적 랜드 마크와 함께 공항 개념에 대한 일반적인 지식이있을 것입니다. 이 정보 중 일부는 전기이며 다른 공항의 독특한 추억을 그립니다.

이러한 경험이 긍정적인지 부정적인 지에 따라이 공간의 정서적 중요성도 개인지도에 영향을 미치며 이러한 모든 요소가 결합되어 단순한 랜드 마크 조립보다 훨씬 풍부한 공간 경험을 만듭니다.


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"장소에서 세포가 환경의 특정 랜드 마크에 고정되어 우주를 향하게합니다."

영장류에 대한 최근의 연구에 따르면 해마 세포는 설치류 뇌 에서와는 달리 영장류 뇌에서 약간 다르게 작동하며, 위치가 엄격하게 한정되지 않은 다양한 자극에 반응하여 발사됩니다. 마우스, 영장류 및 인간의 지속적인 연구는 해마가 고독한 배우가 아니라는 사실을 확립했습니다. 감각 정보를 해마에 전달하고 신피질에 대한 다리 역할을하는 내 피질 피질을 입력하십시오. 우리의 더 정교한인지 및 운동 명령이 발행됩니다.

연구원들은 최근에 "격자 세포"라 불리는 내 피질 피질 내의 세포 네트워크환경에 대한 자신의 움직임을 인코딩하여 더 넓은 내비게이션 전략과 관련하여 장소 셀 퍼즐에 중요한 부분을 추가합니다. 그리드 네트워크는 공간 자체의 감각 입력이 아닌 내부 모션 큐를 기반으로 공간의 객체 간 방향과 거리를 더 정확하게 그릴 수 있습니다. 이 시스템은 경험에 의해 수정 될 수있는 방식으로 공간을 동적으로 나타 내기 위해 새로운 정보를 유연하게 통합하지만 시간이 지남에 따라 이러한 공간이 친숙해질 수 있도록합니다.

그러나 일단 공간을 염두에 둔다면 공간과 상호 작용하는 방법을 어떻게 결정합니까? 이를 위해서는 적극적인 의사 결정이 필요하며 결정의 원동력은 보상입니다. 내비게이션 시스템을 구성하는 뉴런의 비 공간적 속성이 특히 중요해집니다. 연구자들은 설치류 연구를 통해 환경에서 특정 물체의 인식 된 보상 가치 또는 중요성이 세포의 발사 패턴을 그들의 방향으로 더 크게 이동할 수 있음을 발견했습니다. 미로에서 주어진 턴 또는 위치와 관련된 더 높은 예측 보상 가치는 따라서 그 방향으로의 움직임을 예측하다. 따라서 선택되지 않은 경로는 어떻습니까?

최근에 팀 UCSF 연구원 그들이 공간 내비게이션 작업을 완료함에 따라 쥐에서 해마 플레이스 세포 발사를 측정했습니다. 래트를 미로에 놓고, 선택 지점에서 분기 된 경로 사이에서 선택함에 따라 그들의 신경 활동을 실시간으로 이미지화 하였다. 이러한 방식으로, 연구자들은 쥐가 선택하고 그것을 따라 여행을 진행 한 후 미로의 각 팔에 해당하는 고유 한 장소 세포 발사 패턴을 할당 할 수있었습니다.

놀랍게도, 쥐가 선택 지점에 접근했을 때, 미로의 팔을 나타내는 각각의 위치 세포 세트는 교대로 빠르게 발사되어 선택하기 전에 가능한 미래에 주사위를 굴 렸습니다. 이것이 의미하는 것은 동물이 궁극적으로 실시간으로 여행하는 경로뿐만 아니라 가능한 대체 경로가 신경 공간에 동일하게 표현되어 미래의 정신적 표현에 대한 기계적인 설명을 제공한다는 것입니다.

"가능한 대안 경로는 신경 공간에서 동일하게 표현되어 미래의 정신적 표현을위한 기계적인 설명을 제공합니다."

설치류에서 탐색 연구는 실제 환경의 복잡성을 포착 할 수없는 간단한 탁상 어셈블리에서 이루어집니다. 가상 현실 개인 엔터테인먼트로 더욱 인기를 얻었지만 공간 탐색 연구에서 전례없는 수준의 다양성과 제어를 연구원에게 제공합니다. 영국의 한 그룹은 Sea Hero Quest라는 모바일 게임을 사용하여 기록 된 연령대에서 공간 추론에 관한 가장 큰 데이터 세트 중 하나를 캡처했습니다.

게임 플레이 데이터 19 세의 나이에 공간적 추론이 줄어들 기 시작할 수 있으며, 플레이어의 경로 선택은 알츠하이머 병의 임상 진단 마커로 오랫동안 사용 되어온 APOE 유전자의 e4 변이체를 가지고 있는지에 따라 달랐습니다. 간단한 모바일 게임을 임상 데이터 수집 도구로 바꾸는 새로운 전략은 신경 퇴행성 질환이 어떻게 진행되는지에 대한 이해를 크게 넓히고 고도로 개인화 된 조기 진단의 개발을 가속화 할 수 있습니다.

우리가 미래에 대해 어떻게 생각하는지에 대한 우리의 많은 이해는 더 이상 과거를 기억할 수없는 환자를 연구함으로써 나왔습니다. 초기의 신경 과학 이후, 병변 연구가 종종 뇌의 다른 부분의 기능에 대해 배우는 가장 유익한 도구 일 때, 우리는 해마는 기억 기억에 필요합니다.

해마 손상은 기억 상실뿐만 아니라 기억 상실과 관련이 있습니다. 그러나 몇몇 랜드 마크 연구에 따르면 해마 손상은 가상의 사건을 상상하는 능력을 방해한다고합니다. 기억 상실증 환자는 일관된 최근의 전기 정보를 기억하는 데 어려움을 겪을뿐만 아니라 메시지가 표시 될 때 다가오는 사건에 대한 일반적인 진술 만 제공 할 수 있습니다.

나이가 들어감에 따라 기억력 상실은 흔하지 만, 많은 연구가 보여 주듯이 나이가 들수록 우주를 탐색하는 능력도 떨어지고. 이러한 결함은 다른 일반적인인지 장애 척도보다 조기에 나타나며, 내비게이션 시스템의 일부 기능은 고유하며 해마의 다른 종류의 기억 및 정보 처리와 독립적으로 작동합니다.

노화 뇌에서 가장 취약한 구조는 내 피질과 같은 움직임을 인코딩하는 구조입니다. 해마 세포 소성도 나이가 많은 쥐에서 불규칙하게됩니다. 중요하게도, 우주에서 우리를 향하게하는 구조는 또한 알츠하이머 병 병리에 가장 취약하여 항법 장애가 이것과 파킨슨 병과 같은 다른 퇴행성 신경 질환의 잠재적 조기 진단 기준으로 지적하고있다.

우리의 일상은 의식과 무의식의 결정으로 가득 차 있습니다. 그러나 점점 더 많은 증거가 밝혀 지듯이 우리의 뇌는 우리가 선택한 길을 따라 우리가 선택한 길을 따라 여행 할 수 있습니다.

공간 내비게이션, 기억 및 신경 변성 간의 복잡한 관계에 대해 계속 배우면서, 실제로 계획했던 시간만큼이나 생각했던 시간을 생각하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있습니다. 그리고인지 기능을 거부하는 것은 나이가 들어감에 따라 정상적인 부분으로 받아 들여지지 만, 이러한 기능을 퍼즐, 단어 게임 또는 독서와 같은 간단한 정신 운동과 연계 시키면 신경 경로를 보존하는 데 도움이됩니다. 같은 방식으로 아직 진행하지 않은 경로를 따라 코스를 도표화하여 내비게이션 시스템을 사용할 수 있습니다. 따라서 다음에 자신의 과제를 다시 해결하기 위해 고군분투하고있을 때 조금만 더 방황하도록 실험 해보십시오.

이 문서는 원래의 등장 뉴런을 아는 것

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