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Comment va-t-il notre cerveau perçoit-il l'environnement ?

Il y a presque 30 ans, les scientifiques ont expliqué cela identifiant visuellement un objectif, tel qu'une cuvette, et exécutant une action visuellement guidée, telle que capter la cuvette, des procédés neuraux distincts impliqués, situés dans différentes régions du cerveau. Une étude neuve prouve que la même est vraie pour la façon dont le cerveau perçoit notre environnement -- elle a deux systèmes distincts, un pour identifier une place et des des autres pour diriger par elle.

Le tourillon de la neurologie publié la conclusion par des chercheurs à l'université d'Emory, basé sur des expériences utilisant l'imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (fMRI). Les résultats ont prouvé que l'endroit parahippocampal de la place du cerveau a répondu plus fortement à une tâche de reconnaissance de scène tandis que l'endroit occipital de place répondait davantage à une tâche de navigation.

Le travail a pu avoir des implications importantes pour que les gens de aide récupèrent des lésions cérébrales et pour le modèle des systèmes visioniques, tels que les véhicules auto-pilotants.

« Il est excitant pour apprendre quelles différentes régions du cerveau font, » dit Daniel Dilks, auteur supérieur de l'étude et un professeur adjoint de la psychologie chez Emory. « Apprendre comment l'esprit semble raisonnable de toute l'information que nous sommes bombardés avec chaque jour est un des plus grande des recherches intellectuelles. Est il au sujet de comprendre ce que nous rend humains. »

Entrée d'une place et identification où vous êtes -- si c'est une cuisine, une chambre à coucher ou un jardin -- se produit instantanément et vous pouvez presque simultanément effectuer votre voie autour de elle.

Les « gens ont supposé que ces deux fonctions cérébrales ont été brouillées vers le haut d'ensemble -- que l'identification d'une place était toujours pour la navigation appropriée, » indique le premier Andrew Persichetti auteur, qui a travaillé à l'étude en tant qu'étudiant de troisième cycle d'Emory. « Nous avons montré qui n'est pas vrai, ce notre cerveau a consacré et les systèmes dissociables pour chacune de ces tâches. Il est remarquable que plus nous regardions proches le cerveau les systèmes plus spécialisés que nous trouvons -- nos cerveaux ont évolué pour être efficaces superbe. »

Persichetti, qui a depuis reçu son PhD d'Emory et travaille maintenant à l'institut national de la santé mentale, explique qu'un intérêt pour la philosophie l'a abouti à la neurologie. « Immanuel Kant a expliqué que si nous ne pouvons pas comprendre la structure de notre esprit, la structure de la connaissance, nous ne vont pas se comprendre entièrement, ou même beaucoup au sujet du monde extérieur, parce que cela obtient filtré à l'aide de notre perceptuel et processus cognitifs, » il dit.

Le laboratoire de Dilks se concentre sur le mappage comment le cortex visuel est fonctionellement dispensé. « Nous sommes les créatures visuelles et la majorité du cerveau est liée à traiter l'indication visuelle, d'une manière ou d'une autre, » Dilks dit.

Les chercheurs se sont demandés depuis les 1800s tardifs pourquoi les gens souffrant du dommage au cerveau remarquent parfois des conséquences visuelles étranges. Par exemple, quelqu'un pourrait avoir le fonctionnement visuel normal de toutes les voies excepté la capacité d'identifier des faces.

Elle n'était pas jusqu'en 1992, cependant, que David Milner et Melvyn Goodale ont sorti avec un papier influent traçant deux systèmes visuels distincts dans le cerveau. Le flot ventral, ou le lobe temporal, est impliqué dans la reconnaissance d'objectif et le flot dorsal, ou le lobe pariétal, guides une action liée à l'objectif.

En 1997, Nancy Kanwisher du MIT et collègues ont expliqué qu'une région du cerveau est spécialisée dans la perception de face -- l'endroit fusiforme de face, ou FFA. Juste un an après, le laboratoire de Kanwisher a tracé une région neurale spécialisée en traitant des places, l'endroit parahippocampal de place (PPA), situé dans le flot ventral.

Tout en fonctionnant en tant que camarade post-doctoral dans le laboratoire de Kanwisher, Dilks a abouti la conclusion d'une deuxième région du cerveau spécialisé en traitant des places, l'endroit occipital de place, ou OPA, situé dans le flot temporel.

Dilks a installé son propre laboratoire chez Emory la même année que la découverte était publiée, en 2013. Parmi les premières questions il a voulu aborder était pourquoi le cerveau a eu deux régions consacrées à traiter des places.

Persichetti a conçu une expérience pour évaluer l'hypothèse que le traitement de place a été divisé dans le cerveau en quelque sorte assimilé au traitement d'objectif. Utilisant le logiciel du jeu de simulation de durée de SIMS, il a produit trois images numériques des places : Une chambre à coucher, une cuisine et un salon. Chaque chambre a eu un circuit aboutir par elle et à l'extérieur une de trois trappes.

Des participants à l'étude dans le balayeur de fMRI ont été invités à fixer leur regard fixe sur une croix blanche minuscule. Sur chaque essai, une image d'une des salles est alors apparue, centré derrière la croix. Des participants ont été invités à imaginer qu'ils restaient dans la chambre et indiquer par une pression de bouton si c'était une chambre à coucher, une cuisine ou un salon. Sur des essais indépendants, les mêmes participants ont été également invités à imaginer qu'ils marchaient sur le circuit continu par l'exact la même chambre et indiquer s'ils pourraient partir par la trappe du côté gauche, au centre, ou du côté droit.

Les caractéristiques donnantes droit ont prouvé que les deux régions du cerveau ont été sélecteur activées selon la tâche : Le PPA a répondu plus fortement à la tâche de reconnaissance tandis que l'OPA répondait plus fortement à la tâche de navigation.

« Tandis qu'il est incroyable que nous puissions prouver que les différentes pièces du cortex sont responsables de différents fonctionnements, c'est seulement le sommet de l'iceberg, » Dilks dit. « Maintenant que nous comprenons ce que ces régions du cerveau sont faisant nous voulez savoir avec précision comment elles le font et pourquoi elles sont dispensées de cette façon. »

Dilks planification pour exécuter les tests causaux sur les deux endroits de scène-traitement. La stimulation magnétique de transcranien répétitif, ou le rTMS, est une technologie non envahissante qui peut être fixée au cuir chevelu pour neutraliser temporairement l'OPA dans les participants et le test de santé si quelqu'un peut diriger sans lui.

La même technologie ne peut pas être employée pour neutraliser le PPA, dû à son emplacement plus profond dans le lobe temporal. Le laboratoire de Dilks planification pour recruter des participants subissant la lésion cérébrale à la région de PPA pour déterminer tous les effets sur leur capacité d'identifier des scènes.

Les applications cliniques pour la recherche comprennent un guidage plus précis pour les chirurgiens qui traitent le cerveau et les méthodes meilleures de rééducation de cerveau.

« Mon objectif ultime est au désosser les procédés visuels de l'esprit humain et la reproduit dans un système visionique, » Dilks dit. « En plus d'améliorer les systèmes robotisés, un type d'ordinateur a pu nous aider à plus entièrement à comprendre l'esprit humain et le cerveau. »