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

Нейл Бьорджес: Як ваш мозок сповіщає про те, де ви знаходитесь

Filmed:
1,458,267 views

Як ви пам'ятаєте, де припаркували автомобіль? Звідки ви знаєте, що рухаєтесь в правильному напрямку? Нейробіолог Нейл Бьорджес вивчає нейромеханізми, які позначають простір навколо нас, та їхній зв'язок з пам'яттю та уявою.
- 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 parkпарк in a bigвеликий parkingпарковка lot,
0
0
2000
Коли ми лишаємо автомобіль
на великому паркувальному майданчику,
00:17
how do we rememberзгадаймо where we parkedприпаркований our carмашина?
1
2000
2000
як ми запам’ятовуємо, де саме його полишили?
00:19
Here'sОсь the problemпроблема facingоблицювання HomerГомер.
2
4000
3000
З подібною проблемою стикається Гомер.
00:22
And we're going to try to understandзрозуміти
3
7000
2000
І зараз ми спробуємо зрозуміти,
00:24
what's happeningвідбувається in his brainмозок.
4
9000
2000
що відбувається в його мозку.
00:26
So we'llдобре startпочати with the hippocampusгіпокамп, shownпоказано in yellowжовтий,
5
11000
2000
Почнемо з гіпокампу, органу пам’яті.
00:28
whichкотрий is the organорган of memoryпам'ять.
6
13000
2000
Його позначено жовтим.
00:30
If you have damageшкода there, like in Alzheimer'sАльцгеймера,
7
15000
2000
Якщо гіпокамп пошкоджений,
як при хворобі Альцгеймера,
00:32
you can't rememberзгадаймо things includingв тому числі where you parkedприпаркований your carмашина.
8
17000
2000
людина не зможе запам’ятати речей, як от:
де вона припаркувалася.
00:34
It's namedназваний after LatinЛатиниця for "seahorseМорський коник,"
9
19000
2000
Ця ділянка мозку названа
латинським відповідником слова «морський коник»,
00:36
whichкотрий it resemblesнагадує.
10
21000
2000
якого вона, власне, нагадує.
00:38
And like the restвідпочинок of the brainмозок, it's madeзроблений of neuronsнейрони.
11
23000
2000
І подібно до інших частин мозку,
вона складається з нейронів.
00:40
So the humanлюдина brainмозок
12
25000
2000
В цьому відділі людського мозку
00:42
has about a hundredсто billionмільярд neuronsнейрони in it.
13
27000
2000
містяться сотні мільярдів нейронів.
00:44
And the neuronsнейрони communicateспілкуватися with eachкожен other
14
29000
3000
Нейрони сполучаються,
00:47
by sendingвідправка little pulsesімпульсів or spikesшипи of electricityелектрика
15
32000
2000
посилаючи один одному слабкі імпульси
або викиди струму
00:49
viaчерез connectionsз'єднання to eachкожен other.
16
34000
2000
по нервових волокнах.
00:51
The hippocampusгіпокамп is formedсформований of two sheetsаркуші of cellsклітини,
17
36000
3000
Гіпокамп утворений двома шарами клітин,
00:54
whichкотрий are very denselyгусто interconnectedвзаємопов'язані.
18
39000
2000
щільно пов’язаних одна з одною.
00:56
And scientistsвчені have begunпочався to understandзрозуміти
19
41000
2000
Вчені потроху починають розуміти,
00:58
how spatialпросторовий memoryпам'ять worksпрацює
20
43000
2000
як працює просторова пам'ять,
01:00
by recordingзапис from individualіндивідуальний neuronsнейрони
21
45000
2000
спостерігаючи та фіксуючи роботу
окремих нейронів мозку
01:02
in ratsщурів or miceмишей
22
47000
2000
щурів або мишей,
01:04
while they forageфураж or exploreдосліджувати an environmentнавколишнє середовище
23
49000
2000
поки ті досліджують територію
01:06
looking for foodїжа.
24
51000
2000
в пошуках їжі.
01:08
So we're going to imagineуявіть собі we're recordingзапис from a singleсингл neuronнейрон
25
53000
3000
Тепер давайте уявимо, що ми фіксуємо
активність окремого нейрону
01:11
in the hippocampusгіпокамп of this ratщур here.
26
56000
3000
в гіпокампі цього щура прямо тут.
01:14
And when it firesпожежі a little spikeшип of electricityелектрика,
27
59000
2000
І коли виникає електрична активність,
01:16
there's going to be a redчервоний dotкрапка and a clickклацніть.
28
61000
3000
запалюється червона лампочка і чується клацання.
01:19
So what we see
29
64000
2000
Що ж ми бачимо?
01:21
is that this neuronнейрон knowsзнає
30
66000
2000
Виходить, цей нейрон знає,
01:23
wheneverколи завгодно the ratщур has goneпішов into one particularконкретно placeмісце in its environmentнавколишнє середовище.
31
68000
3000
коли щур направився в певне місце в цьому середовищі.
01:26
And it signalsсигнали to the restвідпочинок of the brainмозок
32
71000
2000
І цей нейрон сигналізує іншим ділянкам мозку,
01:28
by sendingвідправка a little electricalелектричний spikeшип.
33
73000
3000
посилаючи слабкий електричний імпульс.
01:31
So we could showпоказати the firingстрільби rateкурс of that neuronнейрон
34
76000
3000
Ми можемо зобразити рівень
електричної активності нейрона,
01:34
as a functionфункція of the animal'sтварини locationМісцезнаходження.
35
79000
2000
як функцію визначення місцезнаходження тварини.
01:36
And if we recordзапис from lots of differentінший neuronsнейрони,
36
81000
2000
Якщо ж ми прослідкуємо за багатьма
різними нейронами,
01:38
we'llдобре see that differentінший neuronsнейрони fireвогонь
37
83000
2000
то побачимо, що в цих нейронах виникає
електрична активність,
01:40
when the animalтварина goesйде in differentінший partsчастин of its environmentнавколишнє середовище,
38
85000
2000
коли тварина рухається по різних частинах середовища,
01:42
like in this squareМайдан boxкоробка shownпоказано here.
39
87000
2000
як відбувається тут, в цій квадратній коробці.
01:44
So togetherразом they formформа a mapкарта
40
89000
2000
Тож разом нейрони формують мапу
01:46
for the restвідпочинок of the brainмозок,
41
91000
2000
для інших частин мозку,
01:48
tellingкажучи the brainмозок continuallyпостійно,
42
93000
2000
постійно сповіщаючи мозок,-
01:50
"Where am I now withinв межах my environmentнавколишнє середовище?"
43
95000
2000
«В якій частині свого середовища я знаходжусь».
01:52
PlaceМісце cellsклітини are alsoтакож beingбуття recordedзаписаний in humansлюди.
44
97000
3000
Нейрони місця у людей також були досліджені.
01:55
So epilepsyепілепсія patientsпацієнти sometimesіноді need
45
100000
2000
Пацієнтам, хворим на епілепсію, не вистачає
01:57
the electricalелектричний activityдіяльність in theirїх brainмозок monitoringмоніторинг.
46
102000
3000
електричної активності мозку,
як виявилось в ході спостережень.
02:00
And some of these patientsпацієнти playedзіграв a videoвідео gameгра
47
105000
2000
Дехто з них грали у відео гру,
02:02
where they driveїхати around a smallмаленький townмісто.
48
107000
2000
де вони їздили на автомобілі по невеликому містечку.
02:04
And placeмісце cellsклітини in theirїх hippocampiгіпокамп would fireвогонь, becomeстати activeактивний,
49
109000
3000
Нейрони місця в їхніх гіпокампах постійно активізувались
02:07
startпочати sendingвідправка electricalелектричний impulsesімпульсів
50
112000
3000
та посилали електричні імпульси
02:10
wheneverколи завгодно they droveїхав throughчерез a particularконкретно locationМісцезнаходження in that townмісто.
51
115000
3000
щоразу, як вони проїжджали повз певне місце
в тому містечку.
02:13
So how does a placeмісце cellклітина know
52
118000
2000
Тож як нейрон місця визначає,
02:15
where the ratщур or personлюдина is withinв межах its environmentнавколишнє середовище?
53
120000
3000
де саме знаходиться щур або людина
в межах певного середовища?
02:18
Well these two cellsклітини here
54
123000
2000
Ці дві клітини
02:20
showпоказати us that the boundariesкордони of the environmentнавколишнє середовище
55
125000
2000
показують, що межі середовища
02:22
are particularlyособливо importantважливо.
56
127000
2000
надзвичайно важливі.
02:24
So the one on the topвершина
57
129000
2000
Ця клітина, зверху,
02:26
likesлюбить to fireвогонь sortсортувати of midwayна півдорозі betweenміж the wallsстіни
58
131000
2000
активізується десь посередині, між стінками коробки,
02:28
of the boxкоробка that theirїх rat'sпацюки in.
59
133000
2000
в якій знаходиться щур – власник клітини.
02:30
And when you expandрозширюватися the boxкоробка, the firingстрільби locationМісцезнаходження expandsрозширюється.
60
135000
3000
І, якщо ви збільшуєте межі коробки,
то й площа реагування клітини розширюється.
02:33
The one belowнижче likesлюбить to fireвогонь
61
138000
2000
Оця знизу активізується,
02:35
wheneverколи завгодно there's a wallстіна closeзакрити by to the southпівдень.
62
140000
3000
як тільки поблизу, з південної сторони, є стінка.
02:38
And if you put anotherінший wallстіна insideвсередині the boxкоробка,
63
143000
2000
Якщо поставити ще одну стінку в коробку,
02:40
then the cellклітина firesпожежі in bothобидва placeмісце
64
145000
2000
клітина подаватиме імпульси кожного разу,
02:42
whereverскрізь there's a wallстіна to the southпівдень
65
147000
2000
як тварина рухатиметься по коробці
02:44
as the animalтварина exploresдосліджує around in its boxкоробка.
66
149000
3000
і наближатиметься до будь-якої південної стінки.
02:48
So this predictsпрогнозує
67
153000
2000
Отже це доводить,
02:50
that sensingвідчуття the distancesвідстані and directionsнапрямки of boundariesкордони around you --
68
155000
2000
що відчувати відстань та напрямок кордонів навкруги
02:52
extendedрозширено buildingsбудівлі and so on --
69
157000
2000
(наприклад, довгі будівлі тощо) -
02:54
is particularlyособливо importantважливо for the hippocampusгіпокамп.
70
159000
3000
надзвичайно важливо для гіпокампу.
02:57
And indeedдійсно, on the inputsвходи to the hippocampusгіпокамп,
71
162000
2000
На вході в гіпокамп
02:59
cellsклітини are foundзнайдено whichкотрий projectпроект into the hippocampusгіпокамп,
72
164000
2000
знайдено клітини, які проектуються в гіпокамп,
03:01
whichкотрий do respondвідповісти exactlyточно
73
166000
2000
котрий справді реагує
03:03
to detectingвиявлення boundariesкордони or edgesкраю
74
168000
3000
саме на визначення кордонів чи меж
03:06
at particularконкретно distancesвідстані and directionsнапрямки
75
171000
2000
на певній відстані та в певних напрямках
03:08
from the ratщур or mouseмиша
76
173000
2000
від миші чи щура,
03:10
as it's exploringдосліджуючи around.
77
175000
2000
коли вони вивчають територію навколо.
03:12
So the cellклітина on the left, you can see,
78
177000
2000
Клітина зліва, як ви можете бачити,
03:14
it firesпожежі wheneverколи завгодно the animalтварина getsотримує nearблизько
79
179000
2000
реагує, як тільки тварина наближується
03:16
to a wallстіна or a boundaryкордон to the eastсхід,
80
181000
3000
до стіни чи східної межі –
03:19
whetherчи то it's the edgeкраю or the wallстіна of a squareМайдан boxкоробка
81
184000
3000
чи то край або стіна квадратної коробки,
03:22
or the circularциркуляр wallстіна of the circularциркуляр boxкоробка
82
187000
2000
чи то округла стіна круглої коробки,
03:24
or even the dropпадіння at the edgeкраю of a tableстіл, whichкотрий the animalsтварини are runningбіг around.
83
189000
3000
чи, навіть, край столу, де бігає тварина.
03:27
And the cellклітина on the right there
84
192000
2000
А клітина справа
03:29
firesпожежі wheneverколи завгодно there's a boundaryкордон to the southпівдень,
85
194000
2000
реагує, як тільки з’являється межа з південної сторони –
03:31
whetherчи то it's the dropпадіння at the edgeкраю of the tableстіл or a wallстіна
86
196000
2000
чи то край столу, чи стіна,
03:33
or even the gapрозрив betweenміж two tablesстоли that are pulledвитягнув apartокремо.
87
198000
3000
або, навіть проміжок між двох столів,
поставлених окремо.
03:36
So that's one way in whichкотрий we think
88
201000
2000
Ми гадаємо, що це один зі способів,
03:38
placeмісце cellsклітини determineвизначити where the animalтварина is as it's exploringдосліджуючи around.
89
203000
3000
як клітини місця визначають, де саме знаходиться тварина, поки вона рухається в середовищі.
03:41
We can alsoтакож testтест where we think objectsоб'єкти are,
90
206000
3000
Крім того, ми можемо перевірити свої здогадки
про місцезнаходження предметів
03:44
like this goalмета flagПрапор, in simpleпростий environmentsсередовища --
91
209000
3000
в простих середовищах, як, наприклад, місцезнаходження прапорця,
03:47
or indeedдійсно, where your carмашина would be.
92
212000
2000
або вашого автомобіля.
03:49
So we can have people exploreдосліджувати an environmentнавколишнє середовище
93
214000
3000
Ми можемо вмовити людей дослідити якусь територію
03:52
and see the locationМісцезнаходження they have to rememberзгадаймо.
94
217000
3000
та подивитись на місце, яке потрібно запам’ятати.
03:55
And then, if we put them back in the environmentнавколишнє середовище,
95
220000
2000
Потім, якщо повернути їх назад у середовище,
03:57
generallyвзагалі they're quiteцілком good at puttingпокласти a markerмаркер down
96
222000
2000
вони достатньо правильно ставлять позначку,
03:59
where they thought that flagПрапор or theirїх carмашина was.
97
224000
3000
де, на їхню думку, знаходиться прапорець
або автомобіль.
04:02
But on some trialsвипробування,
98
227000
2000
Під час деяких тестувань
04:04
we could changeзмінити the shapeформа and sizeрозмір of the environmentнавколишнє середовище
99
229000
2000
ми могли змінити розмір або форму середовища,
04:06
like we did with the placeмісце cellклітина.
100
231000
2000
як це було з нейронами місця.
04:08
In that caseсправа, we can see
101
233000
2000
В такому випадку можна побачити,
04:10
how where they think the flagПрапор had been changesзміни
102
235000
3000
як вони змінювали положення прапорця,
04:13
as a functionфункція of how you changeзмінити the shapeформа and sizeрозмір of the environmentнавколишнє середовище.
103
238000
3000
в залежності від зміни форми
та розміру середовища.
04:16
And what you see, for exampleприклад,
104
241000
2000
І що ж ви бачите?
04:18
if the flagПрапор was where that crossхрест was in a smallмаленький squareМайдан environmentнавколишнє середовище,
105
243000
3000
Наприклад, прапорець знаходився там, де хрестик,
в маленькому квадратному середовищі.
04:21
and then if you askзапитай people where it was,
106
246000
2000
І якщо запитати людей, де прапорець,
04:23
but you've madeзроблений the environmentнавколишнє середовище biggerбільший,
107
248000
2000
попередньо збільшивши розмір середовища,
04:25
where they think the flagПрапор had been
108
250000
2000
то передбачуване місцезнаходження прапора
04:27
stretchesтягнеться out in exactlyточно the sameтой же way
109
252000
2000
розширюється прямо пропорційно тому,
04:29
that the placeмісце cellклітина firingстрільби stretchedрозтягнутий out.
110
254000
2000
як розширюється площа реагування нейрону місця.
04:31
It's as if you rememberзгадаймо where the flagПрапор was
111
256000
2000
Це ніби ви запам’ятали, де прапорець,
04:33
by storingзберігання the patternвізерунок of firingстрільби acrossпоперек all of your placeмісце cellsклітини
112
258000
3000
зберігаючи модель реакції по всіх ваших нейронах місця
04:36
at that locationМісцезнаходження,
113
261000
2000
саме в тому місцезнаходженні,
04:38
and then you can get back to that locationМісцезнаходження
114
263000
2000
і потім повернулись до того місця,
04:40
by movingрухаючись around
115
265000
2000
пересуваючись так,
04:42
so that you bestнайкраще matchматч the currentструм patternвізерунок of firingстрільби of your placeмісце cellsклітини
116
267000
2000
щоб діюча модель реакції ваших нейронів місця
04:44
with that storedзберігається patternвізерунок.
117
269000
2000
якнайкраще збігалась зі збереженою.
04:46
That guidesнапрямні you back to the locationМісцезнаходження that you want to rememberзгадаймо.
118
271000
3000
Це веде вас назад до місця, яке ви хочете запам’ятати.
04:49
But we alsoтакож know where we are throughчерез movementрух.
119
274000
3000
Проте ми знаємо, де ми, завдяки руху.
04:52
So if we take some outboundвихідний pathшлях --
120
277000
2000
Якщо рухатись шляхом зовні,
04:54
perhapsможе бути we parkпарк and we wanderбродити off --
121
279000
2000
наприклад, лишити автомобіль і прогулятись,
04:56
we know because our ownвласний movementsрухи,
122
281000
2000
ми чітко знатимемо по наших власних рухах,
04:58
whichкотрий we can integrateінтегрувати over this pathшлях
123
283000
2000
інтегруваних на цей шлях,
05:00
roughlyгрубо what the headingзаголовок directionнапрямок is to go back.
124
285000
2000
якою дорогою повернутись назад.
05:02
And placeмісце cellsклітини alsoтакож get this kindдоброзичливий of pathшлях integrationінтеграція inputвхід
125
287000
4000
Нейрони місця також отримують інформацію
про такого роду інтегрування за траєкторією
05:06
from a kindдоброзичливий of cellклітина calledназивається a gridсітка cellклітина.
126
291000
3000
від клітин, які називають нейронами решітки.
05:09
Now gridсітка cellsклітини are foundзнайдено, again,
127
294000
2000
Нейрони решітки знаходяться також
05:11
on the inputsвходи to the hippocampusгіпокамп,
128
296000
2000
на вході у гіпокамп,
05:13
and they're a bitбіт like placeмісце cellsклітини.
129
298000
2000
і вони трохи схожі на нейрони місця.
05:15
But now as the ratщур exploresдосліджує around,
130
300000
2000
Коли щур рухається в середовищі,
05:17
eachкожен individualіндивідуальний cellклітина firesпожежі
131
302000
2000
кожна окрема клітина реагує
05:19
in a wholeцілий arrayмасив of differentінший locationsмісця розташування
132
304000
3000
в усій сукупності різних місцезнаходжень,
05:22
whichкотрий are laidпокладений out acrossпоперек the environmentнавколишнє середовище
133
307000
2000
розкиданих по всьому середовищу,
05:24
in an amazinglyдивовижно regularрегулярний triangularтрикутні gridсітка.
134
309000
3000
що утворюють координатну сітку
правильної трикутної форми.
05:29
And if you recordзапис from severalкілька gridсітка cellsклітини --
135
314000
3000
Якщо зафіксувати реакцію декількох
координатних нейронів
05:32
shownпоказано here in differentінший colorsкольори --
136
317000
2000
(вони позначені тут різними кольорами),
05:34
eachкожен one has a grid-likeвигляді firingстрільби patternвізерунок acrossпоперек the environmentнавколишнє середовище,
137
319000
3000
то кожен має сіткоподібну модель реакції
по всьому середовищу.
05:37
and eachкожен cell'sклітинки grid-likeвигляді firingстрільби patternвізерунок is shiftedзміщений slightlyтрохи
138
322000
3000
Сіткоподібна модель реакції кожного нейрона
трохи змінюється
05:40
relativeродич to the other cellsклітини.
139
325000
2000
залежно від інших нейронів.
05:42
So the redчервоний one firesпожежі on this gridсітка
140
327000
2000
Тож червоний реагує в цій координатній сітці,
05:44
and the greenзелений one on this one and the blueсиній on on this one.
141
329000
3000
зелений – в цій, а синій – в цій.
05:47
So togetherразом, it's as if the ratщур
142
332000
3000
Все разом схоже на те,
05:50
can put a virtualвіртуальний gridсітка of firingстрільби locationsмісця розташування
143
335000
2000
ніби щур наклав віртуальну координатну сітку
місць реагування
05:52
acrossпоперек its environmentнавколишнє середовище --
144
337000
2000
на все середовище.
05:54
a bitбіт like the latitudeШирота and longitudeДовгота linesлінії that you'dти б find on a mapкарта,
145
339000
3000
Це трохи нагадує лінії довготи та широти на мапах,
05:57
but usingвикористовуючи trianglesтрикутники.
146
342000
2000
але в нашому випадку використано трикутники.
05:59
And as it movesрухається around,
147
344000
2000
І коли тварина пересувається,
06:01
the electricalелектричний activityдіяльність can passпройти
148
346000
2000
електрична активність передається
06:03
from one of these cellsклітини to the nextдалі cellклітина
149
348000
2000
від одного нейрона іншому,
06:05
to keep trackтрек of where it is,
150
350000
2000
зберігаючи шлях пересування,
06:07
so that it can use its ownвласний movementsрухи
151
352000
2000
щоб тварина могла використати власні рухи
06:09
to know where it is in its environmentнавколишнє середовище.
152
354000
2000
для визначення свого місцеположення в середовищі.
06:11
Do people have gridсітка cellsклітини?
153
356000
2000
Чи є в людей координатні нейрони?
06:13
Well because all of the grid-likeвигляді firingстрільби patternsвізерунки
154
358000
2000
Через те, що всі сіткоподібні моделі реакції
06:15
have the sameтой же axesосей of symmetryСиметрія,
155
360000
2000
мають однакові осі симетрії,
06:17
the sameтой же orientationsорієнтацій of gridсітка, shownпоказано in orangeапельсин here,
156
362000
3000
однакові орієнтири сітки,
позначені тут помаранчевим кольором.
06:20
it meansзасоби that the netнетто activityдіяльність
157
365000
2000
Це значить, що чиста активність
06:22
of all of the gridсітка cellsклітини in a particularконкретно partчастина of the brainмозок
158
367000
3000
всіх координатних нейронів в певних ділянках мозку
06:25
should changeзмінити
159
370000
2000
має змінюватись
06:27
accordingвідповідно to whetherчи то we're runningбіг alongразом these sixшість directionsнапрямки
160
372000
2000
в залежності від того, чи ми проходимо
всі ці шість напрямків,
06:29
or runningбіг alongразом one of the sixшість directionsнапрямки in betweenміж.
161
374000
3000
чи один з поміж шести напрямків.
06:32
So we can put people in an MRIМРТ scannerсканер
162
377000
2000
Можна помістити людину в МРТ сканер,
06:34
and have them do a little videoвідео gameгра
163
379000
2000
дати погратись в коротку відео гру,
06:36
like the one I showedпоказав you
164
381000
2000
схожу на ту, що я вам показував,
06:38
and look for this signalсигнал.
165
383000
2000
і чекати цього сигналу.
06:40
And indeedдійсно, you do see it in the humanлюдина entorhinalentorhinal cortexкора,
166
385000
3000
Ви й справді бачите це в енторіальній корі
головного мозку людини,
06:43
whichкотрий is the sameтой же partчастина of the brainмозок that you see gridсітка cellsклітини in ratsщурів.
167
388000
3000
яка є такою самою частиною мозку,
як нейрони місця у щурів.
06:46
So back to HomerГомер.
168
391000
2000
Повернемось до Гомера.
06:48
He's probablyймовірно rememberingпам'ятаю where his carмашина was
169
393000
2000
Він, напевне, пам’ятає, де його автомобіль,
06:50
in termsтерміни of the distancesвідстані and directionsнапрямки
170
395000
2000
крізь призму відстаней та напрямів,
06:52
to extendedрозширено buildingsбудівлі and boundariesкордони
171
397000
2000
довгих будівель та кордонів,
06:54
around the locationМісцезнаходження where he parkedприпаркований.
172
399000
2000
в місці, де він припаркувався.
06:56
And that would be representedпредставлені
173
401000
2000
Це проявляється
06:58
by the firingстрільби of boundary-detectingПолітико-адміністративні виявлення cellsклітини.
174
403000
2000
через реакцію клітин, які виявляють кордон.
07:00
He's alsoтакож rememberingпам'ятаю the pathшлях he tookвзяв out of the carмашина parkпарк,
175
405000
3000
Він також пам’ятає шлях, яким ішов з парковки,
07:03
whichкотрий would be representedпредставлені in the firingстрільби of gridсітка cellsклітини.
176
408000
3000
що проявляється через реакцію нейронів решітки.
07:06
Now bothобидва of these kindsвидів of cellsклітини
177
411000
2000
Обидва типи нейронів
07:08
can make the placeмісце cellsклітини fireвогонь.
178
413000
2000
можуть змусити нейрони місця реагувати.
07:10
And he can returnповернутися to the locationМісцезнаходження where he parkedприпаркований
179
415000
2000
Він може повернутись до місця, де припаркувався,
07:12
by movingрухаючись so as to find where it is
180
417000
3000
рухаючись так, аби знайти це місце,
07:15
that bestнайкраще matchesсірники the firingстрільби patternвізерунок
181
420000
2000
що, на даний момент, найточніше підпадає під модель реакції
07:17
of the placeмісце cellsклітини in his brainмозок currentlyв даний час
182
422000
2000
нейронів місця в його мозку,
07:19
with the storedзберігається patternвізерунок where he parkedприпаркований his carмашина.
183
424000
3000
зі збереженою моделлю, де він припаркувався.
07:22
And that guidesнапрямні him back to that locationМісцезнаходження
184
427000
2000
Це веде його назад до того місця,
07:24
irrespectiveнезалежно of visualвізуальний cuesсигнали
185
429000
2000
незалежно від візуальних підказок,
07:26
like whetherчи то his car'sавтомобільний actuallyнасправді there.
186
431000
2000
як, наприклад, чи справді його автомобіль там.
07:28
Maybe it's been towedвідбуксирували.
187
433000
2000
Можливо, його автомобіль відбуксували.
07:30
But he knowsзнає where it was, so he knowsзнає to go and get it.
188
435000
3000
Але він знає, де він був, тож знає, як туди дійти.
07:33
So beyondдалі spatialпросторовий memoryпам'ять,
189
438000
2000
Поза межами просторової пам’яті,
07:35
if we look for this grid-likeвигляді firingстрільби patternвізерунок
190
440000
2000
якщо ми шукаємо цю сіткоподібну модель реакції
07:37
throughoutвсюди the wholeцілий brainмозок,
191
442000
2000
по всьому мозку,
07:39
we see it in a wholeцілий seriesсерія of locationsмісця розташування
192
444000
3000
ми бачимо її в різних місцях.
07:42
whichкотрий are always activeактивний
193
447000
2000
Вона завжди активна,
07:44
when we do all kindsвидів of autobiographicalавтобіографічний memoryпам'ять tasksзавдання,
194
449000
2000
коли ми виконуємо всі види завдань
для автобіографічної пам’яті,
07:46
like rememberingпам'ятаю the last time you wentпішов to a weddingвесілля, for exampleприклад.
195
451000
3000
наприклад: згадуємо,як останнього разу
ходили на весілля.
07:49
So it mayможе be that the neuralнейронний mechanismsмеханізми
196
454000
2000
Тож може бути, що нейтральні механізми
07:51
for representingпредставляючи the spaceпростір around us
197
456000
3000
для відображення простору навкруги нас
07:54
are alsoтакож used for generatingгенеруючи visualвізуальний imageryобрази
198
459000
4000
також використовуються для генерації зорового зразку.
07:58
so that we can recreateвідтворити the spatialпросторовий sceneсцени, at leastнайменше,
199
463000
3000
Таким чином, ми можемо створювати
щонайменше просторову сцену
08:01
of the eventsподії that have happenedсталося to us when we want to imagineуявіть собі them.
200
466000
3000
подій, які відбулися з нами, коли ми хочемо їх уявити.
08:04
So if this was happeningвідбувається,
201
469000
2000
Якщо це відбувалось,
08:06
your memoriesспогади could startпочати by placeмісце cellsклітини activatingактивація eachкожен other
202
471000
3000
Ваші спогади почнуться з того, що нейрони місця
активуватимуть один одного
08:09
viaчерез these denseщільний interconnectionsвзаємозв'язки
203
474000
2000
через ці щільні поєднання
08:11
and then reactivatingактивізацію boundaryкордон cellsклітини
204
476000
2000
і реактивуватимуть нейрони кордонів,
08:13
to createстворити the spatialпросторовий structureструктура
205
478000
2000
щоб створити просторову структуру
08:15
of the sceneсцени around your viewpointточка зору.
206
480000
2000
сцени навколо вашої точки спостереження.
08:17
And gridсітка cellsклітини could moveрухатися this viewpointточка зору throughчерез that spaceпростір.
207
482000
2000
Нейрони решітки можуть рухати
цю точку спостереження в тому просторі.
08:19
AnotherІнший kindдоброзичливий of cellклітина, headголова directionнапрямок cellsклітини,
208
484000
2000
Інший тип нейронів, нейрони напрямку голови,
08:21
whichкотрий I didn't mentionзгадати yetвсе-таки,
209
486000
2000
які я ще не згадував,
08:23
they fireвогонь like a compassкомпас accordingвідповідно to whichкотрий way you're facingоблицювання.
210
488000
3000
реагують, як компас, залежно від напряму,
який ви обираєте.
08:26
They could defineвизначити the viewingперегляд directionнапрямок
211
491000
2000
Вони можуть визначити напрямок спостереження,
08:28
from whichкотрий you want to generateгенерувати an imageзображення for your visualвізуальний imageryобрази,
212
493000
3000
з якого ви хочете створити образ
для вашого зорового зразку.
08:31
so you can imagineуявіть собі what happenedсталося when you were at this weddingвесілля, for exampleприклад.
213
496000
3000
Тож ви можете уявити, що відбувалось,
коли ви були на тому весіллі, наприклад.
08:34
So this is just one exampleприклад
214
499000
2000
Це лише один приклад
08:36
of a newновий eraепоха really
215
501000
2000
дійсно нової ери
08:38
in cognitiveпізнавальний neuroscienceневрологія
216
503000
2000
когнітивної нейробіології,
08:40
where we're beginningпочаток to understandзрозуміти
217
505000
2000
де ми лише починаємо розуміти
08:42
psychologicalпсихологічний processesпроцеси
218
507000
2000
психологічні процеси,
08:44
like how you rememberзгадаймо or imagineуявіть собі or even think
219
509000
3000
подібні тому, як запам’ятовування, уяви
чи навіть мислення
08:47
in termsтерміни of the actionsдії
220
512000
2000
крізь призму дій
08:49
of the billionsмільярди of individualіндивідуальний neuronsнейрони that make up our brainsмозок.
221
514000
3000
мільярдів окремих нейронів,
з яких складається наш мозок.
08:52
Thank you very much.
222
517000
2000
Дякую.
08:54
(ApplauseОплески)
223
519000
3000
(Оплески)
Translated by Olga Galkina
Reviewed by Khrystyna Romashko

▲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