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Come fa il nostro cervello percepisce l'ambiente?

Quasi 30 anni fa, gli scienziati hanno dimostrato quello che riconosce visivamente un oggetto, quale una tazza e realizzare un atto visivamente guida, come prendere la tazza, ha compreso i trattamenti neurali distinti, situati nelle aree differenti del cervello. Un nuovo studio indica che lo stesso è vero per come il cervello percepisce il nostro ambiente -- ha due sistemi distinti, uno per il riconoscimento del posto ed un altro per la navigazione con.

Il giornale della neuroscienza ha pubblicato l'individuazione dai ricercatori all'Emory University, in base agli esperimenti facendo uso di imaging a risonanza magnetica funzionale (fMRI). I risultati hanno indicato che l'area parahippocampal del posto del cervello ha risposto più forte ad un compito del riconoscimento di scena mentre l'area occipitale del posto ha risposto di più ad un compito di percorso.

Il lavoro ha potuto avere implicazioni importanti affinchè la gente d'aiuto recuperi dai traumi cranici e per la progettazione dei sistemi di dispositivo ottico del computer, quali le automobili auto-moventi.

“È eccitante imparare che regioni differenti del cervello stanno facendo,„ dice Daniel Dilks, autore senior dello studio e un assistente universitario della psicologia a Emory. “Imparare come la mente ha significato di tutte le informazioni che siamo bombardati con ogni giorno è uno dei la più gran delle ricerche intellettuali. È circa la comprensione del che cosa ci rende umani.„

Entrare in un posto e riconoscere dove siete -- se è una cucina, una camera da letto o un giardino -- accade istantaneamente e potete fare quasi simultaneamente il vostro modo intorno.

“La gente ha supposto che queste funzioni di due cervelli sono state mischiate su insieme -- che riconoscere un posto era sempre per la navigazione pertinente,„ dice primo Andrew Persichetti autore, che ha lavorato allo studio come dottorando di Emory. “Abbiamo mostrato che non è vero, quel nostro cervello abbiamo dedicato e sistemi dissociabili per ciascuna di queste mansioni. È notevole che più vicini esaminiamo il cervello i sistemi che specializzati troviamo -- i nostri cervelli si sono evoluti per essere efficiente eccellente.„

Persichetti, che da allora ha ricevuto il suo PhD da Emory ed ora lavora all'istituto della salute mentale nazionale, spiega che un interesse in filosofia piombo lui alla neuroscienza. “Immanuel Kant ha indicato chiaramente che se non possiamo capire la struttura della nostra mente, la struttura di conoscenza, noi non sta andando completamente capirsi, o persino molto circa il mondo esterno, perché quello ottiene filtrato attraverso i nostri processi percettivi e conoscitivi,„ dice.

Il laboratorio di Dilks mette a fuoco sulla mappatura come la corteccia visiva è organizzata dal punto di vista funzionale. “Siamo creature visive e la maggior parte del cervello è collegata con elaborare le informazioni visive, in un modo o nell'altro,„ Dilks dice.

I ricercatori si sono domandati dal fine anni '1800 perché la gente che soffre dalla lesione cerebrale a volte avverte le conseguenze visive sconosciute. Per esempio, qualcuno potrebbe avere funzione visiva normale in tutti i modi eccezione fatta per la capacità di riconoscere le fronti di taglio.

Non era fino al 1992, tuttavia, che David Milner e Melvyn Goodale sono uscito con un documento influente che delinea due sistemi visivi distinti nel cervello. Il flusso ventrale, o il lobo temporale, è compreso nel riconoscimento degli oggetti e nel flusso dorsale, o nel lobo parietale, guide un atto relativo all'oggetto.

Nel 1997, Nancy Kanwisher del MIT ed i colleghi hanno dimostrato che una regione del cervello è specializzata nella percezione della fronte di taglio -- l'area fusiforme della fronte di taglio, o FFA. Appena un anno più successivamente, il laboratorio di Kanwisher ha delineato una regione neurale specializzata nei posti di trattamento, l'area parahippocampal del posto (PPA), situata nel flusso ventrale.

Mentre lavorava come collega post-dottorato nel laboratorio di Kanwisher, Dilks piombo l'individuazione di una seconda regione del cervello specializzato nei posti di trattamento, l'area occipitale del posto, o OPA, situato nel flusso temporale.

Dilks ha installato nel 2013 il suo proprio laboratorio a Emory lo stesso anno che la scoperta è stata pubblicata. Fra le prime domande ha voluto affrontare era perché il cervello ha avuto due regioni dedicate ad elaborare i posti.

Persichetti ha progettato un esperimento per verificare l'ipotesi che il trattamento del posto è stato diviso nel cervello in un modo simile a trattamento dell'oggetto. Facendo uso di software dalla cacciagione di simulazione di vita di SIMS, ha creato tre immagini digitali dei posti: Una camera da letto, una cucina e un salone. Ogni stanza ha avuta un percorso piombo con e fuori una di tre porte.

I partecipanti di studio allo scanner del fMRI sono stati chiesti di fissare il loro sguardo fisso su un incrocio bianco minuscolo. Su ogni prova, un'immagine di una delle stanze poi è comparso, concentrato dietro l'incrocio. I partecipanti sono stati chiesti di immaginare che stessero stando nella stanza ed indicare tramite una stampa del bottone se era una camera da letto, una cucina o un salone. Sulle prove separate, gli stessi partecipanti egualmente sono stati chiesti di immaginare che stessero camminando sul percorso continuo con l'esatto la stessa stanza ed indicare se potrebbero andare attraverso la porta a sinistra, nel centro, o a destra.

I dati risultanti hanno indicato che le due regioni del cervello sono state attivate selettivamente secondo il compito: Il PPA ha risposto più forte al compito del riconoscimento mentre il OPA ha risposto più forte al compito di percorso.

“Mentre è incredibile che possiamo indicare che le parti differenti della corteccia sono responsabili delle funzioni differenti, è soltanto la punta dell'iceberg,„ Dilks dice. “Ora che capiamo che cosa queste aree del cervello sono facendo noi voglia sapere precisamente come stanno facendolo e perché sono organizzati questo modo.„

Dilks pianificazione eseguire le prove causali sulle due aree di scena-trattamento. Lo stimolo magnetico transcranial ripetitivo, o il rTMS, è una tecnologia non invadente che può essere fissata al cuoio capelluto temporaneamente per disattivare il OPA nei partecipanti e nella prova di salubrità se qualcuno può traversare senza.

La stessa tecnologia non può essere usata per disattivare il PPA, dovuto la sua posizione più profonda nel lobo temporale. Il laboratorio di Dilks pianificazione reclutare i partecipanti che subiscono il trauma cranico alla regione di PPA per provare a tutti gli effetti sulla loro capacità di riconoscere le scene.

Le domande cliniche di ricerca comprendono l'orientamento più preciso per i chirurghi che gestiscono sopra il cervello ed i migliori metodi di ripristino del cervello.

“Il mio scopo finale è inverso-ingegnere i trattamenti visivi del cervello umano e lo ripiega in un sistema di dispositivo ottico del computer,„ Dilks dice. “Oltre a migliorare i sistemi robot, un modello elaborato dal calcolatore ha potuto aiutarci a più completamente a capire la mente umana ed il cervello.„