ABOUT THE SPEAKER
Neil Burgess - Neuroscientist
At University College in London, Neil Burgess researches how patterns of electrical activity in brain cells guide us through space.

Why you should listen

Neil Burgessis is deputy director of the Institute of Cognitive Neuroscience at University College London, where he investigates of the role of the hippocampus in spatial navigation and episodic memory. His research is directed at answering questions such as: How are locations represented, stored and used in the brain? What processes and which parts of the brain are involved in remembering the spatial and temporal context of everyday events, and in finding one's way about?

To explore this space, he and his team use a range of methods for gathering data, including pioneering uses of virtual reality, as well as computational modelling and electrophysiological analysis of the function of hippocampal neurons in the rat, functional imaging of human navigation, and neuropsychological experiments on spatial and episodic memory.

A parallel interest: Investigating our human short-term memory for serial order, or how we know our 123s.

More profile about the speaker
Neil Burgess | Speaker | TED.com
TEDSalon London Spring 2011

Neil Burgess: How your brain tells you where you are

ניל ברג'ס: איך המוח שלכם אומר לכם היכן אתם נמצאים

Filmed:
1,458,267 views

איך אתם זוכרים איפה החניתם את המכונית? איך אתם יודעים אם אתם נעים בכיוון הנכון? מדען המוח ניל ברג'ס חוקר את המנגנונים במוח אשר ממפים את המרחב סביבנו ואיך הם קשורים לזכרון ולדמיון.
- Neuroscientist
At University College in London, Neil Burgess researches how patterns of electrical activity in brain cells guide us through space. Full bio

Double-click the English transcript below to play the video.

00:15
When we parkפָּארק in a bigגָדוֹל parkingחֲנָיָה lot,
0
0
2000
כשאנחנו חונים בחניון גדול,
00:17
how do we rememberלִזכּוֹר where we parkedחונה our carאוטו?
1
2000
2000
איך אנחנו זוכרים היכן חנינו?
00:19
Here'sהנה the problemבְּעָיָה facingמוּל Homerהומר.
2
4000
3000
הנה הבעיה שעומדת לפני הומר.
00:22
And we're going to try to understandמבין
3
7000
2000
ואנחנו עומדים לנסות להבין
00:24
what's happeningמתרחש in his brainמוֹחַ.
4
9000
2000
מה קורה בתוך מוחו.
00:26
So we'llטוֹב startהַתחָלָה with the hippocampusהיפוקמפוס, shownמוצג in yellowצהוב,
5
11000
2000
אז נתחיל עם ההיפוקמפוס, שנראה בצהוב,
00:28
whichאיזה is the organאֵיבָר of memoryזיכרון.
6
13000
2000
שזה האבר של הזיכרון.
00:30
If you have damageנֵזֶק there, like in Alzheimer'sאלצהיימר,
7
15000
2000
אם יש לכם נזק שם, כמו באלצהיימר,
00:32
you can't rememberלִזכּוֹר things includingלְרַבּוֹת where you parkedחונה your carאוטו.
8
17000
2000
אתם לא יכולים לזכור דברים כולל היכן החניתם את המכונית.
00:34
It's namedבשם after Latinלָטִינִית for "seahorseסוסון ים,"
9
19000
2000
שמו בא מהמילה הלטינית ל"סוס-ים,"
00:36
whichאיזה it resemblesדומה.
10
21000
2000
שלו הוא דומה.
00:38
And like the restמנוחה of the brainמוֹחַ, it's madeעָשׂוּי of neuronsנוירונים.
11
23000
2000
וכמו שאר המוח, הוא עשוי מנוירונים.
00:40
So the humanבן אנוש brainמוֹחַ
12
25000
2000
אז במוח האנושי
00:42
has about a hundredמֵאָה billionמיליארד neuronsנוירונים in it.
13
27000
2000
יש בערך מאה מיליארד נוירונים.
00:44
And the neuronsנוירונים communicateלתקשר with eachכל אחד other
14
29000
3000
והנוירונים מתקשרים זה עם זה
00:47
by sendingשְׁלִיחָה little pulsesפולסים or spikesקוצים of electricityחַשְׁמַל
15
32000
2000
על ידי שליחת פעימות או קפיצות קטנות של חשמל
00:49
viaבְּאֶמצָעוּת connectionsקשרים to eachכל אחד other.
16
34000
2000
דרך החיבורים שביניהם.
00:51
The hippocampusהיפוקמפוס is formedנוצר of two sheetsגיליונות of cellsתאים,
17
36000
3000
ההיפוקמפוס בנוי משתי שכבות של תאים,
00:54
whichאיזה are very denselyבצפיפות interconnectedמקושרים.
18
39000
2000
המחוברות זו לזו בצפיפות.
00:56
And scientistsמדענים have begunהתחיל to understandמבין
19
41000
2000
והמדענים החלו להבין
00:58
how spatialמֶרחָבִי memoryזיכרון worksעובד
20
43000
2000
איך עובד הזכרון המרחבי
01:00
by recordingהקלטה from individualאִישִׁי neuronsנוירונים
21
45000
2000
על ידי הקלטות מנוירונים בודדים
01:02
in ratsעכברושים or miceעכברים
22
47000
2000
בחולדות או בעכברים
01:04
while they forageמִסְפּוֹא or exploreלַחקוֹר an environmentסביבה
23
49000
2000
כשהם מלקטים מזון או חוקרים את סביבתם
01:06
looking for foodמזון.
24
51000
2000
בחיפוש אחר מזון.
01:08
So we're going to imagineלדמיין we're recordingהקלטה from a singleיחיד neuronעֲצָבוֹן
25
53000
3000
הבה נדמיין לעצמנו שאנחנו מקליטים נוירון יחיד
01:11
in the hippocampusהיפוקמפוס of this ratעכברוש here.
26
56000
3000
בהיפוקמפוס של החולדה הזו.
01:14
And when it firesשריפות a little spikeדָרְבָּן of electricityחַשְׁמַל,
27
59000
2000
וכשהוא יורה זרם קטן של חשמל,
01:16
there's going to be a redאָדוֹם dotנְקוּדָה and a clickנְקִישָׁה.
28
61000
3000
תופיע נקודה אדומה ויישמע קליק.
01:19
So what we see
29
64000
2000
אז מה שאנחנו רואים
01:21
is that this neuronעֲצָבוֹן knowsיודע
30
66000
2000
זה שהנוירון הזה יודע
01:23
wheneverבְּכָל פַּעַם the ratעכברוש has goneנעלם into one particularמיוחד placeמקום in its environmentסביבה.
31
68000
3000
מתי החולדה נכנסת למקום מסוים בסביבתה.
01:26
And it signalsאותות to the restמנוחה of the brainמוֹחַ
32
71000
2000
והוא מאותת לשאר המוח
01:28
by sendingשְׁלִיחָה a little electricalחַשׁמַלִי spikeדָרְבָּן.
33
73000
3000
על ידי שיגור קפיצת זרם חשמלי.
01:31
So we could showלְהַצִיג the firingירי rateציון of that neuronעֲצָבוֹן
34
76000
3000
אנחנו יכולים להראות את קצב הירי של הנוירון
01:34
as a functionפוּנקצִיָה of the animal'sבעלי חיים locationמקום.
35
79000
2000
כפונקציה של מיקום החיה.
01:36
And if we recordתקליט from lots of differentשונה neuronsנוירונים,
36
81000
2000
ואם נקליט הרבה נוירונים שונים,
01:38
we'llטוֹב see that differentשונה neuronsנוירונים fireאֵשׁ
37
83000
2000
נראה ירי מנוירונים שונים
01:40
when the animalבעל חיים goesהולך in differentשונה partsחלקים of its environmentסביבה,
38
85000
2000
כשהחיה הולכת לאזורים שונים בסביבתה,
01:42
like in this squareכיכר boxקופסא shownמוצג here.
39
87000
2000
כמו בתיבה המרובעת שנראית כאן.
01:44
So togetherיַחַד they formטופס a mapמַפָּה
40
89000
2000
וביחד הם יוצרים מפה
01:46
for the restמנוחה of the brainמוֹחַ,
41
91000
2000
עבור שאר המוח,
01:48
tellingאומר the brainמוֹחַ continuallyללא הרף,
42
93000
2000
שמדווחת למוח ברציפות,
01:50
"Where am I now withinבְּתוֹך my environmentסביבה?"
43
95000
2000
"איפה אני עכשיו בסביבה שלי?"
01:52
Placeמקום cellsתאים are alsoגַם beingלהיות recordedמוּקלָט in humansבני אנוש.
44
97000
3000
תאי המיקום מוקלטים גם אצל אנשים.
01:55
So epilepsyאֶפִּילֶפּסִיָה patientsחולים sometimesלִפְעָמִים need
45
100000
2000
חולים במחלת הנפילה זקוקים לפעמים
01:57
the electricalחַשׁמַלִי activityפעילות in theirשֶׁלָהֶם brainמוֹחַ monitoringניטור.
46
102000
3000
לניטור של הפעילות החשמלית במוחם.
02:00
And some of these patientsחולים playedשיחק a videoוִידֵאוֹ gameמִשְׂחָק
47
105000
2000
וחלק מהחולים האלה שיחקו במשחק וידאו
02:02
where they driveנהיגה around a smallקָטָן townהעיר.
48
107000
2000
שבו הם נוהגים בעיר קטנה.
02:04
And placeמקום cellsתאים in theirשֶׁלָהֶם hippocampiהיפוקמפי would fireאֵשׁ, becomeהפכו activeפָּעִיל,
49
109000
3000
ותאי המיקום בהיפוקמפוס נדלקים ונעשים פעילים,
02:07
startהַתחָלָה sendingשְׁלִיחָה electricalחַשׁמַלִי impulsesדחפים
50
112000
3000
ומתחילים לשלוח פעימות חשמל
02:10
wheneverבְּכָל פַּעַם they droveנסע throughדרך a particularמיוחד locationמקום in that townהעיר.
51
115000
3000
בכל פעם שעברו באזור מסוים באותה עיר.
02:13
So how does a placeמקום cellתָא know
52
118000
2000
אז איך תא מיקום יודע
02:15
where the ratעכברוש or personאדם is withinבְּתוֹך its environmentסביבה?
53
120000
3000
איפה נמצאים החולדה או האדם בסביבה שלהם?
02:18
Well these two cellsתאים here
54
123000
2000
ובכן, שני התאים האלה
02:20
showלְהַצִיג us that the boundariesגבולות of the environmentסביבה
55
125000
2000
מראים לנו שהגבולות של הסביבה
02:22
are particularlyבִּמְיוּחָד importantחָשׁוּב.
56
127000
2000
חשובים במיוחד.
02:24
So the one on the topחלק עליון
57
129000
2000
התא העליון
02:26
likesאוהב to fireאֵשׁ sortסוג of midwayבְּחַצִי הַדֶרֶך betweenבֵּין the wallsקירות
58
131000
2000
אוהב לירות בערך באמצע הדרך בין הדפנות
02:28
of the boxקופסא that theirשֶׁלָהֶם rat'sחולדה in.
59
133000
2000
של הקופסה בה נמצאת החולדה שלו.
02:30
And when you expandלְהַרְחִיב the boxקופסא, the firingירי locationמקום expandsמתרחב.
60
135000
3000
וכשמרחיבים את התיבה, מתרחב אזור הירי.
02:33
The one belowלְהַלָן likesאוהב to fireאֵשׁ
61
138000
2000
התא התחתון אוהב לירות
02:35
wheneverבְּכָל פַּעַם there's a wallקִיר closeלִסְגוֹר by to the southדָרוֹם.
62
140000
3000
בכל פעם שיש דופן דרומית קרובה.
02:38
And if you put anotherאַחֵר wallקִיר insideבְּתוֹך the boxקופסא,
63
143000
2000
ואם מציבים דופן נוספת בקופסה,
02:40
then the cellתָא firesשריפות in bothשניהם placeמקום
64
145000
2000
התא יורה בשני המקומות
02:42
whereverבַּאֲשֶׁר there's a wallקִיר to the southדָרוֹם
65
147000
2000
בכל מקום שיש דופן דרומית
02:44
as the animalבעל חיים exploresחוקר around in its boxקופסא.
66
149000
3000
כשהחיה חוקרת את הסביבה בתיבה שלה.
02:48
So this predictsצופה
67
153000
2000
אז זה חוזה
02:50
that sensingחישה the distancesמרחקים and directionsכיוונים of boundariesגבולות around you --
68
155000
2000
את חישת המרחקים והכיוונים של הגבולות מסביב--
02:52
extendedמורחב buildingsבניינים and so on --
69
157000
2000
בניינים מוארכים וכו' --
02:54
is particularlyבִּמְיוּחָד importantחָשׁוּב for the hippocampusהיפוקמפוס.
70
159000
3000
שחשובה במיוחד להיפוקמפוס.
02:57
And indeedאכן, on the inputsתשומות to the hippocampusהיפוקמפוס,
71
162000
2000
ובאמת, בכניסות הקלט של ההיפוקמפוס,
02:59
cellsתאים are foundמצאתי whichאיזה projectפּרוֹיֶקט into the hippocampusהיפוקמפוס,
72
164000
2000
נמצאים תאים שמקרינים לתוך ההיפוקמפוס,
03:01
whichאיזה do respondלְהָגִיב exactlyבְּדִיוּק
73
166000
2000
שאכן מגיב בדיוק
03:03
to detectingגילוי boundariesגבולות or edgesקצוות
74
168000
3000
לגילוי של גבולות או שוליים
03:06
at particularמיוחד distancesמרחקים and directionsכיוונים
75
171000
2000
במרחקים וכיוונים מסויימים
03:08
from the ratעכברוש or mouseעכבר
76
173000
2000
מהחולדה או העכבר
03:10
as it's exploringחקר around.
77
175000
2000
כשהם חוקרים את הסביבה.
03:12
So the cellתָא on the left, you can see,
78
177000
2000
והתא מימין, כפי שאתם רואים,
03:14
it firesשריפות wheneverבְּכָל פַּעַם the animalבעל חיים getsמקבל nearליד
79
179000
2000
יורה בכל פעם שהחיה מתקרבת
03:16
to a wallקִיר or a boundaryגְבוּל to the eastמזרח,
80
181000
3000
לדופן או לגבול במזרח,
03:19
whetherהאם it's the edgeקָצֶה or the wallקִיר of a squareכיכר boxקופסא
81
184000
3000
אם זה הקצה או הדופן של תיבה מרובעת
03:22
or the circularעָגוֹל wallקִיר of the circularעָגוֹל boxקופסא
82
187000
2000
או הדופן המעוגלת של תיבה עגולה
03:24
or even the dropיְרִידָה at the edgeקָצֶה of a tableשולחן, whichאיזה the animalsבעלי חיים are runningרץ around.
83
189000
3000
או אפילו המדרגה בקצה השולחן, שהחיות רצות עליה.
03:27
And the cellתָא on the right there
84
192000
2000
והתא שם מימין
03:29
firesשריפות wheneverבְּכָל פַּעַם there's a boundaryגְבוּל to the southדָרוֹם,
85
194000
2000
יורה בכל פעם שיש גבול בדרום,
03:31
whetherהאם it's the dropיְרִידָה at the edgeקָצֶה of the tableשולחן or a wallקִיר
86
196000
2000
אם זו המדרגה בקצה השולחן או אם זו דופן
03:33
or even the gapפער betweenבֵּין two tablesטבלאות that are pulledמשך apartמלבד.
87
198000
3000
או אפילו רווח בין שני שולחנות שהורחקו זה מזה.
03:36
So that's one way in whichאיזה we think
88
201000
2000
אז זו דרך אחת בה אנחנו חושבים
03:38
placeמקום cellsתאים determineלקבוע where the animalבעל חיים is as it's exploringחקר around.
89
203000
3000
שתאי המיקום קובעים היכן החיה כשהיא בודקת את הסביבה.
03:41
We can alsoגַם testמִבְחָן where we think objectsחפצים are,
90
206000
3000
אנחנו גם יכולים לבדוק היכן לדעתנו חפצים נמצאים,
03:44
like this goalמטרה flagדֶגֶל, in simpleפָּשׁוּט environmentsסביבות --
91
209000
3000
כמו דגל-מטרה זה, בסביבות פשוטות --
03:47
or indeedאכן, where your carאוטו would be.
92
212000
2000
או באמת איפה יכולה להימצא המכונית.
03:49
So we can have people exploreלַחקוֹר an environmentסביבה
93
214000
3000
אז אנחנו יכולים לאפשר לאנשים לחקור את סביבתם
03:52
and see the locationמקום they have to rememberלִזכּוֹר.
94
217000
3000
ולראות את המיקום שהם צריכים לזכור.
03:55
And then, if we put them back in the environmentסביבה,
95
220000
2000
ואז, אם נחזיר אותם לאותה סביבה,
03:57
generallyבדרך כלל they're quiteדַי good at puttingלשים a markerסַמָן down
96
222000
2000
הם בד"כ מצליחים לא רע להניח סמן
03:59
where they thought that flagדֶגֶל or theirשֶׁלָהֶם carאוטו was.
97
224000
3000
היכן שחשבו שנמצאים דגל המטרה או המכונית שלהם.
04:02
But on some trialsניסויים,
98
227000
2000
אבל בכמה ניסויים,
04:04
we could changeשינוי the shapeצוּרָה and sizeגודל of the environmentסביבה
99
229000
2000
יכולנו לשנות את צורת וגודל הסביבה
04:06
like we did with the placeמקום cellתָא.
100
231000
2000
כמו שעשינו עם תא המיקום.
04:08
In that caseמקרה, we can see
101
233000
2000
במקרה ההוא, אנחנו יכולים לראות
04:10
how where they think the flagדֶגֶל had been changesשינויים
102
235000
3000
איך משתנה לדעתם מיקום הדגל
04:13
as a functionפוּנקצִיָה of how you changeשינוי the shapeצוּרָה and sizeגודל of the environmentסביבה.
103
238000
3000
כפונקציה של שינוי צורת וגודל הסביבה.
04:16
And what you see, for exampleדוגמא,
104
241000
2000
ומה שאתם רואים, לדוגמה,
04:18
if the flagדֶגֶל was where that crossלַחֲצוֹת was in a smallקָטָן squareכיכר environmentסביבה,
105
243000
3000
זה שהדגל הוא היכן שהצלב היה בסביבה קטנה וריבועית,
04:21
and then if you askלִשְׁאוֹל people where it was,
106
246000
2000
אך אם תשאלו אנשים היכן הוא היה,
04:23
but you've madeעָשׂוּי the environmentסביבה biggerגדול יותר,
107
248000
2000
אבל הגדלתם את הסביבה,
04:25
where they think the flagדֶגֶל had been
108
250000
2000
המקום בו הם חושבים שהדגל היה
04:27
stretchesמתוח out in exactlyבְּדִיוּק the sameאותו way
109
252000
2000
מתרחק בדיוק באותה דרך
04:29
that the placeמקום cellתָא firingירי stretchedמָתוּחַ out.
110
254000
2000
שמתרחק תא המיקום שיורה.
04:31
It's as if you rememberלִזכּוֹר where the flagדֶגֶל was
111
256000
2000
זה כאילו אתם זוכרים איפה הדגל היה
04:33
by storingאחסון the patternתַבְנִית of firingירי acrossלְרוֹחָב all of your placeמקום cellsתאים
112
258000
3000
ע"י שמירת תבנית הירי של כל תאי המיקום שלכם
04:36
at that locationמקום,
113
261000
2000
של אותה סביבה,
04:38
and then you can get back to that locationמקום
114
263000
2000
ואז אפשר לחזור למיקום ההוא
04:40
by movingמעבר דירה around
115
265000
2000
על ידי תזוזה באזור
04:42
so that you bestהטוב ביותר matchהתאמה the currentנוֹכְחִי patternתַבְנִית of firingירי of your placeמקום cellsתאים
116
267000
2000
וכך מתאמים את תבנית הירי הנוכחית של תאי המיקום
04:44
with that storedמְאוּחסָן patternתַבְנִית.
117
269000
2000
עם התבנית השמורה.
04:46
That guidesמדריכים you back to the locationמקום that you want to rememberלִזכּוֹר.
118
271000
3000
זה מנחה בחזרה למיקום שרוצים לזכור.
04:49
But we alsoגַם know where we are throughדרך movementתְנוּעָה.
119
274000
3000
אבל אנחנו גם יודעים את המיקום שלנו באמצעות תנועה.
04:52
So if we take some outboundיוצא pathנָתִיב --
120
277000
2000
כך שאם נבחר נתיב כלשהו שמוביל החוצה--
04:54
perhapsאוּלַי we parkפָּארק and we wanderלשוטט off --
121
279000
2000
למשל אם חונים ותועים בטיול שלנו--
04:56
we know because our ownשֶׁלוֹ movementsתנועות,
122
281000
2000
אנחנו יודעים הודות לתנועה שלנו,
04:58
whichאיזה we can integrateלשלב over this pathנָתִיב
123
283000
2000
שאותה אנו יכולים לשלב בנתיב הזה
05:00
roughlyבְּעֵרֶך what the headingכּוֹתֶרֶת directionכיוון is to go back.
124
285000
2000
בערך מהו הכיוון בחזרה.
05:02
And placeמקום cellsתאים alsoגַם get this kindסוג of pathנָתִיב integrationשילוב inputקֶלֶט
125
287000
4000
ותאי מיקום מקבלים גם סוג כזה של מידע נתיבים משולב
05:06
from a kindסוג of cellתָא calledשקוראים לו a gridרֶשֶׁת cellתָא.
126
291000
3000
מסוג של תא שנקרא "תא מערך".
05:09
Now gridרֶשֶׁת cellsתאים are foundמצאתי, again,
127
294000
2000
וגם תאי המערך נמצאים
05:11
on the inputsתשומות to the hippocampusהיפוקמפוס,
128
296000
2000
בכניסות הקלט להיפוקמפוס,
05:13
and they're a bitbit like placeמקום cellsתאים.
129
298000
2000
והם קצת כמו תאי מיקום.
05:15
But now as the ratעכברוש exploresחוקר around,
130
300000
2000
אבל עכשיו, כשהחולדה חוקרת את הסביבה,
05:17
eachכל אחד individualאִישִׁי cellתָא firesשריפות
131
302000
2000
כל תא ותא יורים
05:19
in a wholeכֹּל arrayמַעֲרָך of differentשונה locationsמיקומים
132
304000
3000
במערך שלם של מיקומים שונים
05:22
whichאיזה are laidמוּנָח out acrossלְרוֹחָב the environmentסביבה
133
307000
2000
שנפרשים במקביל לסביבה
05:24
in an amazinglyמדהים regularרגיל triangularמְשּוּלָשׁ gridרֶשֶׁת.
134
309000
3000
במערך טריאנגולציה רגיל להפליא.
05:29
And if you recordתקליט from severalכַּמָה gridרֶשֶׁת cellsתאים --
135
314000
3000
ואם מקליטים מכמה תאי מערך --
05:32
shownמוצג here in differentשונה colorsצבעים --
136
317000
2000
שנראים פה בצבעים שונים --
05:34
eachכל אחד one has a grid-likeכמו רשת firingירי patternתַבְנִית acrossלְרוֹחָב the environmentסביבה,
137
319000
3000
לכל אחד יש תבנית ירי בצורת מערך מול הסביבה,
05:37
and eachכל אחד cell'sשל התא grid-likeכמו רשת firingירי patternתַבְנִית is shiftedמוּזָז slightlyמְעַט
138
322000
3000
וכל מערך ירי של תא מוזח קלות
05:40
relativeקרוב משפחה to the other cellsתאים.
139
325000
2000
יחסית לשאר התאים.
05:42
So the redאָדוֹם one firesשריפות on this gridרֶשֶׁת
140
327000
2000
אז האדום יורה במערך הזה
05:44
and the greenירוק one on this one and the blueכָּחוֹל on on this one.
141
329000
3000
והירוק בזה והכחול בזה.
05:47
So togetherיַחַד, it's as if the ratעכברוש
142
332000
3000
אז יחד זה כאילו שהחולדה
05:50
can put a virtualוירטואלי gridרֶשֶׁת of firingירי locationsמיקומים
143
335000
2000
יכולה להציב מערך וירטואלי של מיקומי ירי
05:52
acrossלְרוֹחָב its environmentסביבה --
144
337000
2000
מול הסביבה שלה--
05:54
a bitbit like the latitudeקו רוחב and longitudeקו אורך linesקווים that you'dהיית רוצה find on a mapמַפָּה,
145
339000
3000
קצת כמו קווי האורך והרוחב במפה,
05:57
but usingמבנה יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוניפים יוני trianglesמשולשים.
146
342000
2000
אבל בעזרת משולשים.
05:59
And as it movesמהלכים around,
147
344000
2000
וכשהיא זזה,
06:01
the electricalחַשׁמַלִי activityפעילות can passלַעֲבוֹר
148
346000
2000
הפעילות החשמלית יכולה לעבור
06:03
from one of these cellsתאים to the nextהַבָּא cellתָא
149
348000
2000
מאחד התאים האלה אל התא הסמוך
06:05
to keep trackמַסלוּל of where it is,
150
350000
2000
כדי לעקוב אחרי המיקום שלה,
06:07
so that it can use its ownשֶׁלוֹ movementsתנועות
151
352000
2000
כך שהיא יכולה להשתמש בתנועות שלה עצמה
06:09
to know where it is in its environmentסביבה.
152
354000
2000
כדי לדעת איפה היא נמצאת בסביבה.
06:11
Do people have gridרֶשֶׁת cellsתאים?
153
356000
2000
האם לאנשים יש תאי מערך?
06:13
Well because all of the grid-likeכמו רשת firingירי patternsדפוסי
154
358000
2000
ובכן, בגלל שלכל תבניות הירי בצורת מערך
06:15
have the sameאותו axesצירים of symmetryסִימֶטרִיָה,
155
360000
2000
יש אותם צירי סימטריה,
06:17
the sameאותו orientationsאוריינטציות of gridרֶשֶׁת, shownמוצג in orangeתפוז here,
156
362000
3000
אותם כיוונים של המערך, שנראים כאן בכתום,
06:20
it meansאומר that the netנֶטוֹ activityפעילות
157
365000
2000
אומרים שהפעילות נטו
06:22
of all of the gridרֶשֶׁת cellsתאים in a particularמיוחד partחֵלֶק of the brainמוֹחַ
158
367000
3000
של כל תאי המערך בחלק מסוים של המוח
06:25
should changeשינוי
159
370000
2000
אמורה להשתנות
06:27
accordingלפי to whetherהאם we're runningרץ alongלְאוֹרֶך these sixשֵׁשׁ directionsכיוונים
160
372000
2000
אם אנחנו רצים לאורך ששת הצירים האלה
06:29
or runningרץ alongלְאוֹרֶך one of the sixשֵׁשׁ directionsכיוונים in betweenבֵּין.
161
374000
3000
או רצים לאורך אחד מששת הצירים שביניהם.
06:32
So we can put people in an MRIMRI scannerסוֹרֵק
162
377000
2000
אז אנחנו יכולים להכניס אנשים לסורק דימות מגנטי
06:34
and have them do a little videoוִידֵאוֹ gameמִשְׂחָק
163
379000
2000
ולתת להם לשחק במשחק וידאו קטן
06:36
like the one I showedparagraphs you
164
381000
2000
כמו זה שהראיתי לכם
06:38
and look for this signalאוֹת.
165
383000
2000
ואז לחפש את האות הזה.
06:40
And indeedאכן, you do see it in the humanבן אנוש entorhinalאנטורהינל cortexקליפת המוח,
166
385000
3000
ובאמת רואים את זה בקליפה האנטורינית של מוח האדם,
06:43
whichאיזה is the sameאותו partחֵלֶק of the brainמוֹחַ that you see gridרֶשֶׁת cellsתאים in ratsעכברושים.
167
388000
3000
שהיא אותו חלק במוח בו רואים תאי מערך בחולדות.
06:46
So back to Homerהומר.
168
391000
2000
וכעת נחזור להומר.
06:48
He's probablyכנראה rememberingזוכרת where his carאוטו was
169
393000
2000
הוא כנראה נזכר איפה מכוניתו
06:50
in termsמונחים of the distancesמרחקים and directionsכיוונים
170
395000
2000
במונחים של מרחק וכיוון
06:52
to extendedמורחב buildingsבניינים and boundariesגבולות
171
397000
2000
אל בניינים מוארכים וגבולות
06:54
around the locationמקום where he parkedחונה.
172
399000
2000
מסביב למקום בו הוא חנה.
06:56
And that would be representedמיוצג
173
401000
2000
וזה יהיה מיוצג
06:58
by the firingירי of boundary-detectingגילוי גבול cellsתאים.
174
403000
2000
על ידי הירי של תאים מאתרי-קצוות.
07:00
He's alsoגַם rememberingזוכרת the pathנָתִיב he tookלקח out of the carאוטו parkפָּארק,
175
405000
3000
הוא גם זוכר את הדרך בה יצא מהחניון,
07:03
whichאיזה would be representedמיוצג in the firingירי of gridרֶשֶׁת cellsתאים.
176
408000
3000
שמיוצגת בירי של תאי מערך.
07:06
Now bothשניהם of these kindsמיני of cellsתאים
177
411000
2000
ושני סוגי התאים
07:08
can make the placeמקום cellsתאים fireאֵשׁ.
178
413000
2000
יכולים לגרום לתאי המיקום לירות.
07:10
And he can returnלַחֲזוֹר to the locationמקום where he parkedחונה
179
415000
2000
והוא יכול לחזור למיקום בו חנה
07:12
by movingמעבר דירה so as to find where it is
180
417000
3000
על ידי תזוזה שמטרתה למצוא את המיקום
07:15
that bestהטוב ביותר matchesהתאמות the firingירי patternתַבְנִית
181
420000
2000
בדרך המתאימה ביותר לתבנית הירי
07:17
of the placeמקום cellsתאים in his brainמוֹחַ currentlyכַּיוֹם
182
422000
2000
של תאי המיקום במוחו כרגע
07:19
with the storedמְאוּחסָן patternתַבְנִית where he parkedחונה his carאוטו.
183
424000
3000
עם התבנית השמורה של המקום בו החנה את המכונית.
07:22
And that guidesמדריכים him back to that locationמקום
184
427000
2000
וזה מנחה אותו חזרה לאותו מיקום
07:24
irrespectiveללא קשר of visualחָזוּתִי cuesרמזים
185
429000
2000
בלי קשר לרמזים חזותיים
07:26
like whetherהאם his car'sשל המכונית actuallyלמעשה there.
186
431000
2000
כמו היכן המכונית באמת נמצאת.
07:28
Maybe it's been towedנִגרָר.
187
433000
2000
אולי היא נגררה
07:30
But he knowsיודע where it was, so he knowsיודע to go and get it.
188
435000
3000
אבל הוא יודע איפה היא היתה, לכן הוא יודע מאין להביא אותה.
07:33
So beyondמעבר spatialמֶרחָבִי memoryזיכרון,
189
438000
2000
אז מעבר לזיכרון המרחבי,
07:35
if we look for this grid-likeכמו רשת firingירי patternתַבְנִית
190
440000
2000
אם נחפש את תבנית הירי דמויית המערך
07:37
throughoutבְּמֶשֶך the wholeכֹּל brainמוֹחַ,
191
442000
2000
בכל המוח,
07:39
we see it in a wholeכֹּל seriesסִדרָה of locationsמיקומים
192
444000
3000
נראה אותה בסדרה שלמה של מיקומים
07:42
whichאיזה are always activeפָּעִיל
193
447000
2000
שתמיד פעילים
07:44
when we do all kindsמיני of autobiographicalאוטוביוגרפי memoryזיכרון tasksמשימות,
194
449000
2000
כשאנחנו מבצעים כל מיני משימות זיכרון אוטוביוגרפיות,
07:46
like rememberingזוכרת the last time you wentהלך to a weddingחֲתוּנָה, for exampleדוגמא.
195
451000
3000
כמו להיזכר בפעם האחרונה שהלכנו לחתונה, לדוגמה.
07:49
So it mayמאי be that the neuralעֲצַבִּי mechanismsמנגנונים
196
454000
2000
אז ייתכן שהמנגנונים העיצביים
07:51
for representingהמייצג the spaceמֶרחָב around us
197
456000
3000
שקשורים לייצוג המרחב שסביבנו
07:54
are alsoגַם used for generatingיוצר visualחָזוּתִי imageryתמונות
198
459000
4000
משמשים גם ליצירת דימויים חזותיים
07:58
so that we can recreateלשחזר the spatialמֶרחָבִי sceneסְצֵינָה, at leastהכי פחות,
199
463000
3000
כדי שנוכל לפחות לשחזר את התמונה המרחבית,
08:01
of the eventsאירועים that have happenedקרה to us when we want to imagineלדמיין them.
200
466000
3000
של הארועים שקרו לנו כשאנחנו רוצים לדמיין אותם.
08:04
So if this was happeningמתרחש,
201
469000
2000
אז אם זה היה קורה,
08:06
your memoriesזיכרונות could startהַתחָלָה by placeמקום cellsתאים activatingהפעלה eachכל אחד other
202
471000
3000
זכרונותיכם יכולים להתחיל בתאי מיקום שמפעילים זה את זה
08:09
viaבְּאֶמצָעוּת these denseצָפוּף interconnectionsחיבורים
203
474000
2000
דרך הקישוריות הצפופה
08:11
and then reactivatingהפעלה מחדש boundaryגְבוּל cellsתאים
204
476000
2000
ואז מפעילים מחדש תאי-גבול
08:13
to createלִיצוֹר the spatialמֶרחָבִי structureמִבְנֶה
205
478000
2000
כדי ליצור את המבנה המרחבי
08:15
of the sceneסְצֵינָה around your viewpointנְקוּדַת מַבָּט.
206
480000
2000
של הסצנה שמסביב לנקודת הראיה שלכם.
08:17
And gridרֶשֶׁת cellsתאים could moveמהלך \ לזוז \ לעבור this viewpointנְקוּדַת מַבָּט throughדרך that spaceמֶרחָב.
207
482000
2000
ותאי המערך יזיזו את נקודת המבט במרחב.
08:19
Anotherאַחֵר kindסוג of cellתָא, headרֹאשׁ directionכיוון cellsתאים,
208
484000
2000
סוג נוסף של תא, תאי כיוון הראש,
08:21
whichאיזה I didn't mentionאִזְכּוּר yetעדיין,
209
486000
2000
שלא הזכרתי עדיין,
08:23
they fireאֵשׁ like a compassמצפן accordingלפי to whichאיזה way you're facingמוּל.
210
488000
3000
יורים כמו מצפן לפי הכיוון אליו הפנים מופנות.
08:26
They could defineלְהַגדִיר the viewingצופה directionכיוון
211
491000
2000
הם יכולים להגדיר את כיוון הראיה
08:28
from whichאיזה you want to generateלִיצוֹר an imageתמונה for your visualחָזוּתִי imageryתמונות,
212
493000
3000
ממנו אתם רוצים ליצור תמונה עבור הדימוי החזותי שלכם,
08:31
so you can imagineלדמיין what happenedקרה when you were at this weddingחֲתוּנָה, for exampleדוגמא.
213
496000
3000
ואז תוכלו לדמיין מה קרה כשהייתם באותה חתונה, לדוגמה.
08:34
So this is just one exampleדוגמא
214
499000
2000
אז זו רק דוגמה אחת
08:36
of a newחָדָשׁ eraתְקוּפָה really
215
501000
2000
לעידן חדש באמת
08:38
in cognitiveקוגניטיבית neuroscienceמדעי המוח
216
503000
2000
במחקר הקוגניטיבי של מדעי המוח
08:40
where we're beginningהתחלה to understandמבין
217
505000
2000
שבו אנחנו מתחילים להבין
08:42
psychologicalפְּסִיכוֹלוֹגִי processesתהליכים
218
507000
2000
תהליכים פסיכולוגיים
08:44
like how you rememberלִזכּוֹר or imagineלדמיין or even think
219
509000
3000
כמו איך זוכרים או מדמיינים או אפילו חושבים
08:47
in termsמונחים of the actionsפעולות
220
512000
2000
במונחים של הפעולות
08:49
of the billionsמיליארדים of individualאִישִׁי neuronsנוירונים that make up our brainsמוֹחַ.
221
514000
3000
של מיליארדי נוירונים שונים שיוצרים את המוח שלנו.
08:52
Thank you very much.
222
517000
2000
תודה רבה לכם.
08:54
(Applauseתְשׁוּאוֹת)
223
519000
3000
(מחיאות כפיים)
Translated by Ido Dekkers
Reviewed by Eran Givoni

▲Back to top

ABOUT THE SPEAKER
Neil Burgess - Neuroscientist
At University College in London, Neil Burgess researches how patterns of electrical activity in brain cells guide us through space.

Why you should listen

Neil Burgessis is deputy director of the Institute of Cognitive Neuroscience at University College London, where he investigates of the role of the hippocampus in spatial navigation and episodic memory. His research is directed at answering questions such as: How are locations represented, stored and used in the brain? What processes and which parts of the brain are involved in remembering the spatial and temporal context of everyday events, and in finding one's way about?

To explore this space, he and his team use a range of methods for gathering data, including pioneering uses of virtual reality, as well as computational modelling and electrophysiological analysis of the function of hippocampal neurons in the rat, functional imaging of human navigation, and neuropsychological experiments on spatial and episodic memory.

A parallel interest: Investigating our human short-term memory for serial order, or how we know our 123s.

More profile about the speaker
Neil Burgess | Speaker | TED.com