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大学自动-研究人员还在研究此类细胞在黑暗环境中如何反应

陈建州维护范玮琪

現在,波士頓大學研究小組的發現提供了首個生物學證據,證明街景地圖功能確實存在,至少在老鼠身上是存在的,特別是在大腦深處幫助控制行為的紋狀體(striatum)區域確實存在該功能。

訊 據外媒報道,某一天,當自動駕駛汽車在道路上安全運行,而機械人能夠執行複雜的、對人類來說風險太大而無法執行的救援行動時,我們可能需要感謝老鼠,以及波士頓大學神經科學家團隊。

幾十年來,科學家們一直認為,人腦中的海馬體負責存儲有關周圍環境的地圖,功能類似於大腦的文件櫃,存儲着類似於在谷歌地圖(Google Maps)上尋找地點時彈出來的地圖圖像。但是,有些研究人員提出,為了有效利用此類地圖為人類導航,大腦必須首先將此類圖像轉換成谷歌的「街景地圖」,心理上將自己置於第一人稱視角。換句話說,研究人員必須研發出一個概念,說明相對於人類自己來說,地圖的邊界和地標具體位於大腦的哪個位置。

研究人員表示,紋狀體內的邊界細胞就是老鼠的「街景地圖」,以精確的方式發出信號,使老鼠在尋找食物的過程中能夠自行定位。

該研究的部分資金由國防部(Department of Defense)的多學科項目的撥款,提供了有價值的、有關大腦導航系統的工作原理,此類知識可用於打造更智能的自動駕駛汽車,讓其能夠在滿是障礙物和生命體的道路上安全行駛。

研究人員表示,進行該研究的最終目的是要讓自動駕駛汽車和機械人能夠在複雜環境中有效導航。雖然機械人和自動駕駛汽車在空蕩蕩的地方運行很安全,但是如果需要在不平坦或是複雜的環境中運行,甚至人類無法親自處理的危險情況中運行時,可能就會被無法預測的障礙物阻擋。

研究人員表示,大腦的自然導航系統能夠讓自動導航機械人更好應對危險情況,也可讓自動駕駛汽車在複雜道路和地形上安全運行。

(圖片來源:波士頓大學官網)波士頓大學研究員Jake Hinman、William Chapman,以及波士頓大學系統神經學主任兼心理學和腦科學藝術與科學學院教授Michael Hasselmo確認,特殊的大腦細胞確實能夠為老鼠提供有關周圍環境的地圖,研究人員們認為,人類大腦中也有此類神經元,但是需要進一步的研究來確定這一點。

雖然該研究對自動駕駛汽車有益,但是仍有許多不確定因素有待探索。目前,研究人員只研究了此類邊界細胞對邊界的反應,未來,研究人員希望能夠研究此類細胞如何對更動態的邊界和地標(如移動的物體和人)做出反應。此外,研究人員還在研究此類細胞在黑暗環境中如何反應,或者是否會反應,因為在黑暗環境中,人或動物可依賴的視覺信息較少。

研究人員將老鼠帶到一個房間,裏面放了一些被壓碎的果脆圈。當老鼠開始尋找果脆圈時,研究人員利用電極片發現,老鼠大腦紋狀體內的特殊腦細胞(稱為自我中心邊界細胞)會變得非常活躍,會以不同的方式觸發,引導老鼠在該環境中找到食物。

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