Математическая модель показала, как мозг сочетает информацию об окружающей обстановке и собственном движении, чтобы ориентироваться даже в похожих помещениях.
Китайские ученые создали математическую модель, описывающую работу мозга при пространственной навигации. Она показывает, каким образом человек или животное может определить свое местоположение и построить внутреннюю карту пространства даже в помещениях, которые практически не отличаются друг от друга. Исследование опубликовано в журнале Neurocomputing.
В основе модели лежит взаимодействие энторинальной коры и гиппокампа — двух областей мозга, связанных с формированием когнитивной карты окружающего мира. Исследователи сосредоточились на двух видах нейронов. Граничные векторные клетки реагируют на стены и другие элементы обстановки, а клетки сетки помогают отслеживать перемещение организма, фактически выполняя роль внутреннего счетчика расстояния и направления.
Авторы работы выяснили, что эти два механизма дополняют друг друга. Один канал получает информацию о геометрии пространства, второй ориентируется на собственную траекторию движения. Благодаря этому мозг способен различать даже внешне одинаковые места.
Например, если две комнаты имеют одинаковую форму и расположение стен, одной информации об окружающей обстановке недостаточно, чтобы понять, в какой именно из них находится человек. В такой ситуации мозг использует историю перемещений: учитывает пройденное расстояние и последовательность поворотов от момента входа. Получившаяся внутренняя траектория помогает определить конкретное положение.
Работает механизм и в обратную сторону. Если маршрут остается прежним, но расположение стен меняется, новая геометрия становится дополнительной точкой отсчета. Мозг может сопоставить ее с уже накопленной информацией о движении и скорректировать внутреннюю карту.
Источник: hi-tech.mail.ru