老鼠,蝙蝠,蜜蜂,人们浏览他们的世界

近70年前,心理学家爱德华杜尔曼引入了人类和其他动物的想法,有一个“认知地图”,让他们在日常空间环境。物理过程的证据基础认知地图出现在1971年突破研究基于记录大脑活动在自由移动的老鼠。这项研究的结果显示,大多数海马细胞”细胞,”发射老鼠进入特定位置。

挪威心理学家和神经学家爱德华•莫泽正在努力扩大我们的理解大脑如何创造这些地方反应,与这些过程相关的神经元是如何运作的。莫泽,2005年,他的同事和配偶梅·布里特Moser,三个学生发现“网格细胞,”一种神经元的大脑中发现许多物种在空间,让他们理解他们的地位。

莫泽是四个杰出的科学家之一出现在总统研讨会主办APS“认知地图”,总统c·格里斯泰尔兰迪在芝加哥2016年APS年会。梅·布里特,两年前,他和他们的前导师,神经学家约翰•奥基夫获得了诺贝尔生理学或医学奖的工作相关的识别细胞构成大脑的定位系统。

跟踪的起源

莫泽讨论他的研究与网格细胞以及他的团队进行的研究在各种海马细胞所扮演的角色所使用的动物在他们的环境中,包括“方位细胞,”“边境细胞”和“加速细胞。“Moser指出,这些细胞存在于蝙蝠、猴子、老鼠,以及人类,这表明他们是在哺乳动物进化的早期,“空间系统连接在所有哺乳动物很相似。”

Moser说,研究这些细胞以及他们的功能和相关的模式表明重大进展以来杜尔曼首次引入认知地图的概念。

“领域发展,我们有关于这些模式如何产生,也许他们甚至可以用于一只老鼠在环境中找到自己的方式,“莫泽说。“这是一个重大的发展,因为大多数其他认知功能我们不知道这是如何发生的成千上万的神经元相互作用。”

几何和重新定位

APS的拉塞尔·a·爱泼斯坦宾夕法尼亚大学的研究表明,海马的神经生物学机制并给出了内侧的大脑顶叶区域允许航海家重建他们的认知地图时迷失方向。爱泼斯坦、认知神经科学家引用证据表明动物和人类使用的几何特性的环境当试图重新定位自己。

爱普斯坦提出了发现他的研究在老鼠和人类调查空间重新定位的神经基础。他描述了内侧顶叶区域过程环境的几何形状和几何信息是如何用于对齐海马地图。这使得海马位置细胞在正确的位置,即使迷失方向。

“这些数据表明,几何空间重新定位是一个非常强大的线索,”他说。

蜜蜂的舞蹈

APS的Randolf门泽尔,柏林自由大学神经生物学家在德国柏林,表明技术已经被用于提供证据的认知地图在蜜蜂中,他们用独特的“摇摆舞”相互交流信息的地方的食物,水源,嵌套的网站。

门泽尔讨论了研究谐波雷达显示,蜜蜂的认知地图。他解释如何将这些雷达追踪蜜蜂的运动提供类似的证据空间记忆的信息传达到他们通过摇摆舞。

尽管摇摆舞一直被广受好评的动物行为学家、诺贝尔奖得主卡尔·冯·弗里施早在1930年代,没有确凿的证据,蜜蜂是直到门泽尔的实验学习和使用这些信息。

“弗里希很难证明这跳舞的蜜蜂确实学习周围的动物从蜜蜂在飞,在哪个方向,并在距离,“门泽尔说。在他的实验中,雷达被用来跟踪标记蜜蜂”看看他们沟通后收到,”他说。他也提供了证据表明,dance-following蜜蜂期望特定景观结构的显示位置。

门泽尔表示,基于自己的研究数据表明,蜜蜂有强烈的空间记忆能力——这是至关重要的,考虑到他们长途跋涉寻找食物来源和巢网站。蜜蜂开始开发所需的内存当他们还年轻,刚从殖民地第一次,并开始从事许多探索对食物、水、和巢网站,他解释说。

“在这些探索,他们建立了一种记忆最好的景观概念认知地图,”门泽尔说。

认知拼贴画

虽然每个人都有一个认知地图,他们个人不同的方式看待他们的空间环境和他们所使用的语言来描述或对这些交流空间,根据APS的哥伦比亚大学的芭芭拉·g·特沃斯基。Tversky讨论了认知地图的如何判断空间关系的揭示方面的认知、社会和情感功能。

“这些空间构思不同取决于我们的感知和交互,”特沃斯基说。“在判断我们召集相关——尤其是最重要的结构。这些都是不精确的,也许不连贯的,所以我们建议认知地图更像认知拼贴画。”

“压倒一切的结构”被Tversky提供一个参照系,可能导致人们做出错误的认知更大的物理环境。在她的研究,特沃斯基描述了参照系人们使用结果错误地查看各种地理位置的相对位置和错误判断普通建筑作为地标比更靠近亦然。œ

引用

安顿下来,T。Fyhn, M。,Molden, S., Moser, M.-B., & Moser, E. I. (2005). Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex.自然,436年,801 - 806。

门泽尔,R。,Greggers, U., Smith, A., Berger, S., Brandt, R., Brunke, S., … Watzl, S. (2005). Honey bees navigate according to a map-like spatial memory.美国国家科学院学报》上,102年,3040 - 3045。

奥基夫,J。,& Dostrovsky, J. (1971). The hippocampus as a spatial map: Preliminary evidence from unit activity in the freely-moving rat.大脑研究,34,171 - 175。

莱利,J。,Greggers, U., Smith, A., Reynolds, D., & Menzel, R. (2005). The flight paths of honeybees recruited by the waggle dance.自然,435年,205 - 207。

特沃斯基,b (2000)。一些地图和图表的方式沟通。在Freksa, C。布劳尔,W。Habel C。,& Wender, K. F. (Eds.),空间认知二:整合抽象理论,实证研究,正式的方法和实际应用(页72 - 79)。纽约:施普林格。

特沃斯基,b (1981)。扭曲的记忆地图。认知心理学,13,407 - 433。

卡尔·冯·弗里施。(1967)。蜜蜂的舞蹈语言和取向。马萨诸塞州,剑桥:哈佛大学出版社。