TEDSalon London Spring 2011
Neil Burgess: How your brain tells you where you are
Νέιλ Μπέρτζις: Η πυξίδα του μυαλού μας
Filmed:
Readability: 4.2
1,458,267 views
Πώς θυμάστε πού σταθμεύσατε το αυτοκίνητό σας; Πώς είστε σίγουροι εάν κινείστε προς τη σωστή κατεύθυνση; Ο νευροεπιστήμονας Νέιλ Μπέρτζις μελετά τους μηχανισμούς των νευρών που χαρτογραφούν το χώρο που μας περιβάλλει και τον τρόπο με τον οποίο συνδέουν τη μνήμη με τη φαντασία.
Neil Burgess - Neuroscientist
At University College in London, Neil Burgess researches how patterns of electrical activity in brain cells guide us through space. Full bio
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 park in a big parking lot,
0
0
2000
Όταν σταθμεύουμε σε ένα μεγάλο χώρο στάθμευσης,
00:17
how do we remember where we parked our car?
1
2000
2000
πώς γνωρίζουμε πού σταθμεύσαμε το αυτοκίνητό μας;
00:19
Here's the problem facing Homer.
2
4000
3000
Αυτό είναι ένα πρόβλημα που συνάντησε ο Χόμερ.
00:22
And we're going to try to understand
3
7000
2000
Θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε
00:24
what's happening in his brain.
4
9000
2000
τι συμβαίνει στο μυαλό του.
00:26
So we'll start with the hippocampus, shown in yellow,
5
11000
2000
Γι'αυτό, αρχίζουμε με τον ιππόκαμπο, που φαίνεται εδώ με κίτρινο,
00:28
which is the organ of memory.
6
13000
2000
ο οποίος αποτελεί το όργανο της μνήμης.
00:30
If you have damage there, like in Alzheimer's,
7
15000
2000
Εάν υπάρξει ζημιά του ιππόκαμπου, όπως με το Αλτσχάιμερ,
00:32
you can't remember things including where you parked your car.
8
17000
2000
τότε δεν μπορείτε να θυμηθείτε κάποια πράγματα συμπεριλαμβανομένου και του πού σταθμεύσατε.
00:34
It's named after Latin for "seahorse,"
9
19000
2000
Έχει πάρει το όνομά του από τη λατινική λέξη για το αλογάκι της θάλασσας,
00:36
which it resembles.
10
21000
2000
στο οποίο και μοιάζει.
00:38
And like the rest of the brain, it's made of neurons.
11
23000
2000
Αποτελείται από νευρώνες, όπως και τα υπόλοιπα μέρη του εγκεφάλου.
00:40
So the human brain
12
25000
2000
Ο ανθρώπινος εγκέφαλος
00:42
has about a hundred billion neurons in it.
13
27000
2000
έχει περίπου εκατό δισεκατομμύρια νευρώνες.
00:44
And the neurons communicate with each other
14
29000
3000
Οι νευρώνες επικοινωνούν μεταξύ τους
00:47
by sending little pulses or spikes of electricity
15
32000
2000
στέλνοντας μικρούς παλμούς, ηλεκτρικούς παλμούς
00:49
via connections to each other.
16
34000
2000
μέσω των συνδέσμων τους.
00:51
The hippocampus is formed of two sheets of cells,
17
36000
3000
Ο ιππόκαμπος αποτελείται από δύο κυτταρικά στρώματα,
00:54
which are very densely interconnected.
18
39000
2000
τα οποία είναι πολύ στενά διασυνδεδεμένα.
00:56
And scientists have begun to understand
19
41000
2000
Οι επιστήμονες λοιπόν άρχισαν να κατανοούν
00:58
how spatial memory works
20
43000
2000
τον τρόπο λειτουργίας της χωρικής μνήμης
01:00
by recording from individual neurons
21
45000
2000
μελετώντας μεμονωμένους νευρώνες
01:02
in rats or mice
22
47000
2000
σε αρουραίους και ποντίκια
01:04
while they forage or explore an environment
23
49000
2000
κατά την αναζήτηση τροφής ή εξερεύνησης του περιβάλλοντός τους για
01:06
looking for food.
24
51000
2000
ανεύρεση τροφής.
01:08
So we're going to imagine we're recording from a single neuron
25
53000
3000
Ας φανταστούμε λοιπόν ότι μελετούμε ένα μεμονωμένο νευρώνα
01:11
in the hippocampus of this rat here.
26
56000
3000
του ιππόκαμπου αυτού του αρουραίου.
01:14
And when it fires a little spike of electricity,
27
59000
2000
Όταν στέλνει ένα ηλεκτρικό παλμό,
01:16
there's going to be a red dot and a click.
28
61000
3000
μία κόκκινη κουκκίδα θα εμφανίζεται και ένα κλικ.
01:19
So what we see
29
64000
2000
Αυτό που βλέπουμε λοιπόν
01:21
is that this neuron knows
30
66000
2000
είναι ότι αυτός ο νευρώνας γνωρίζει
01:23
whenever the rat has gone into one particular place in its environment.
31
68000
3000
εάν ο αρουραίος έχει πάει σε ένα συγκεκριμένο μέρος στο περιβάλλον του.
01:26
And it signals to the rest of the brain
32
71000
2000
Και στέλνει σήματα στον υπόλοιπο εγκέφαλο
01:28
by sending a little electrical spike.
33
73000
3000
μέσω ένος μικρού ηλεκτρικού παλμού.
01:31
So we could show the firing rate of that neuron
34
76000
3000
Θα μπορούσαμε λοιπόν να ορίσουμε την αποστολή παλμών από το νευρώνα αυτό
01:34
as a function of the animal's location.
35
79000
2000
ως τη λειτουργία που ορίζει τη θέση του ζώου.
01:36
And if we record from lots of different neurons,
36
81000
2000
Εάν μελετήσουμε διάφορους νευρώνες,
01:38
we'll see that different neurons fire
37
83000
2000
τότε θα δούμε ότι ο κάθε νευρώνας στέλνει σήμα
01:40
when the animal goes in different parts of its environment,
38
85000
2000
όταν το ζώο βρίσκεται σε διαφορετικό μέρο του περιβαλλοντός του,
01:42
like in this square box shown here.
39
87000
2000
όπως φάνηκε και σε αυτό το τετράγωνο κουτί.
01:44
So together they form a map
40
89000
2000
Μαζί λοιπόν σχηματίζουν ένα χάρτη
01:46
for the rest of the brain,
41
91000
2000
για τον υπόλοιπο εγκέφαλο,
01:48
telling the brain continually,
42
93000
2000
λέγοντας συνεχώς στον εγκέφαλο,
01:50
"Where am I now within my environment?"
43
95000
2000
"πού βρίσκομαι τώρα μέσα στο περιβάλλον μου;"
01:52
Place cells are also being recorded in humans.
44
97000
3000
Τα κύτταρα θέσης έχουν παρατηρηθεί και στους ανθρώπους.
01:55
So epilepsy patients sometimes need
45
100000
2000
Γι'αυτό και οι επιληπτικοί χρειάζονται κάποιες φορές
01:57
the electrical activity in their brain monitoring.
46
102000
3000
την ηλεκτρική δραστηριότητα για έλεγχο του εγκεφάλου.
02:00
And some of these patients played a video game
47
105000
2000
Κάποιοι από αυτούς τους ασθενείς έπαιζαν ένα ηλεκτρονικό παιχνίδι
02:02
where they drive around a small town.
48
107000
2000
στο οποίο οδηγούσαν μέσα σε μία μικρή πόλη.
02:04
And place cells in their hippocampi would fire, become active,
49
109000
3000
Και τα κύτταρα θέσης των ιππόκαμπών τους έστελναν σήματα, ήταν ενεργά,
02:07
start sending electrical impulses
50
112000
3000
έστελναν ηλεκτρικούς παλμούς,
02:10
whenever they drove through a particular location in that town.
51
115000
3000
καθώς περνούσαν μέσα από συγκεκριμένες περιοχές αυτής της πόλης.
02:13
So how does a place cell know
52
118000
2000
Πώς γνωρίζει λοιπόν ένα κύτταρο θέσης
02:15
where the rat or person is within its environment?
53
120000
3000
πού βρίσκεται ο αρουραίος ή το άτομο μέσα στο περιβάλλον του;
02:18
Well these two cells here
54
123000
2000
Αυτά τα δύο κύτταρα εδώ
02:20
show us that the boundaries of the environment
55
125000
2000
μας δείχνουν ότι τα όρια του περιβάλλοντος
02:22
are particularly important.
56
127000
2000
είναι ιδιαιτέρως σημαντικά.
02:24
So the one on the top
57
129000
2000
Το ένα στην κορυφή
02:26
likes to fire sort of midway between the walls
58
131000
2000
στέλνει σήμα περίπου στη μέση των τοιχωμάτων
02:28
of the box that their rat's in.
59
133000
2000
του κουτιού μέσα στο οποίο βρίσκεται ο αρουραίος.
02:30
And when you expand the box, the firing location expands.
60
135000
3000
Εάν επεκτείνουμε το κουτί, επεκτείνεται και η περιοχή για την οποία αποστέλλεται το σήμα.
02:33
The one below likes to fire
61
138000
2000
Το δεύτερο που βρίσκεται στο κάτω μέρος στέλνει σήμα
02:35
whenever there's a wall close by to the south.
62
140000
3000
όταν πλησιάζει σε τοίχωμα στο νότιο μέρος.
02:38
And if you put another wall inside the box,
63
143000
2000
Και εάν τοποθετήσουμε ακόμα ένα τοίχωμα στο εσωτερικό του κουτιού,
02:40
then the cell fires in both place
64
145000
2000
τότε το κύτταρο στέλνει σήμα και για τις δύο θέσεις
02:42
wherever there's a wall to the south
65
147000
2000
όταν υπάρχει τοίχωμα προς τα νότια
02:44
as the animal explores around in its box.
66
149000
3000
καθώς ο αρουραίος εξερευνά το κουτί.
02:48
So this predicts
67
153000
2000
Αυτό λοιπόν ορίζει ότι
02:50
that sensing the distances and directions of boundaries around you --
68
155000
2000
η αντίληψη των αποστάσεων και της κατεύθυνσης των ορίων γύρω μας,
02:52
extended buildings and so on --
69
157000
2000
των επεκταμένων κτιρίων κτλ,
02:54
is particularly important for the hippocampus.
70
159000
3000
είναι ιδιαιτέρως σημαντική για τον ιππόκαμπο.
02:57
And indeed, on the inputs to the hippocampus,
71
162000
2000
Και πράγματι, στο εσωτερικό του ιππόκαμπου,
02:59
cells are found which project into the hippocampus,
72
164000
2000
βρίσκουμε κύτταρα τα οποία στέλνουν σήμα στον ιππόκαμπο,
03:01
which do respond exactly
73
166000
2000
τα οποία ανταποκρίνονται με ακρίβεια
03:03
to detecting boundaries or edges
74
168000
3000
στον εντοπισμό των ορίων ή των άκρων
03:06
at particular distances and directions
75
171000
2000
σε διάφορες αποστάσεις και κατευθύνσεις
03:08
from the rat or mouse
76
173000
2000
από τον αρουραίο ή το ποντίκι
03:10
as it's exploring around.
77
175000
2000
καθώς αυτά εξερευνούν το περιβάλλον τους.
03:12
So the cell on the left, you can see,
78
177000
2000
Το κύτταρο στα αριστερά λοιπόν, μπορείτε να δείτε,
03:14
it fires whenever the animal gets near
79
179000
2000
στέλνει σήμα όταν το ζώο πλησιάζει
03:16
to a wall or a boundary to the east,
80
181000
3000
σε τοίχωμα ή όριο που βρίσκεται στα ανατολικά,
03:19
whether it's the edge or the wall of a square box
81
184000
3000
είτε πρόκειται για την άκρη ή το τοίχωμα ενός τετράγωνου κουτιού,
03:22
or the circular wall of the circular box
82
187000
2000
είτε για ένα κυκλικό τοίχωμα ενός κυκλικού κουτιού,
03:24
or even the drop at the edge of a table, which the animals are running around.
83
189000
3000
ή ακόμα και η σταγόνα στην άκρη του τραπεζιού, γύρω από την οποία γυρνούν τα ζώα.
03:27
And the cell on the right there
84
192000
2000
Το κύτταρο στα δεξιά
03:29
fires whenever there's a boundary to the south,
85
194000
2000
στέλνει σήμα όποτε υπάρχει σύνορο στα νότια,
03:31
whether it's the drop at the edge of the table or a wall
86
196000
2000
είτε αυτό είναι η σταγόνα στην άκρη του τραπεζιού, είτε ένα τοίχωμα
03:33
or even the gap between two tables that are pulled apart.
87
198000
3000
ή ένα κενό μεταξύ των δύο τραπεζιών.
03:36
So that's one way in which we think
88
201000
2000
Αυτός είναι λοιπόν ο ένας τρόπος με τον οποίο πιστεύουμε
03:38
place cells determine where the animal is as it's exploring around.
89
203000
3000
ότι τα κύτταρα θέσης ορίζουν πού βρίσκεται το ζώο καθώς εξερευνά το χώρο γύρω του.
03:41
We can also test where we think objects are,
90
206000
3000
Μπορούμε επίσης να εξετάσουμε πού νομίζουμε ότι βρίσκονται τα αντικείμενα,
03:44
like this goal flag, in simple environments --
91
209000
3000
όπως αυτή η σημαία στόχου, σε ένα απλό περιβάλλον,
03:47
or indeed, where your car would be.
92
212000
2000
ή ακόμα, πού βρίσκεται το αυτοκίνητό σας.
03:49
So we can have people explore an environment
93
214000
3000
Μπορούμε λοιπόν να βάλουμε άτομα να εξερευνήσουν ένα χώρο
03:52
and see the location they have to remember.
94
217000
3000
και να δούμε τη θέση που πρέπει να θυμούνται.
03:55
And then, if we put them back in the environment,
95
220000
2000
Και τότε, εάν τους βάλουμε ξανά πίσω στο χώρο αυτό,
03:57
generally they're quite good at putting a marker down
96
222000
2000
βλέπουμε ότι γενικά καταφέρνουν να σημειώσουν
03:59
where they thought that flag or their car was.
97
224000
3000
πού νόμιζαν ότι ήταν η σημαία ή το αυτοκίνητό τους.
04:02
But on some trials,
98
227000
2000
Σε κάποιες δοκιμές ωστόσο,
04:04
we could change the shape and size of the environment
99
229000
2000
θα μπορούσαμε να αλλάξουμε το σχήμα και το μέγεθος του περιβάλλοντος
04:06
like we did with the place cell.
100
231000
2000
όπως κάναμε και με το κύτταρο θέσης.
04:08
In that case, we can see
101
233000
2000
Στην περίπτωση αυτή, μπορούμε να δούμε
04:10
how where they think the flag had been changes
102
235000
3000
πώς αλλάζει το πού νόμιζαν ότι είναι η σημαία,
04:13
as a function of how you change the shape and size of the environment.
103
238000
3000
ως αποτέλεσμα του πώς αλλάξαμε το σχήμα και το μέγεθος του περιβάλλοντος.
04:16
And what you see, for example,
104
241000
2000
Για παράδειγμα, αυτό που βλέπετε,
04:18
if the flag was where that cross was in a small square environment,
105
243000
3000
αν η σημαία ήταν εκεί όπου βρισκόταν και ο σταυρός στο μικρό τετράγωνο χώρο,
04:21
and then if you ask people where it was,
106
246000
2000
και αν ρωτήσετε τον κόσμο πού ήταν η σημαία,
04:23
but you've made the environment bigger,
107
248000
2000
αλλά μεγαλώσετε το χώρο,
04:25
where they think the flag had been
108
250000
2000
η θέση της σημαίας κατά την άποψή τους
04:27
stretches out in exactly the same way
109
252000
2000
επεκτείνεται με τον ίδιο ακριβώς τρόπο
04:29
that the place cell firing stretched out.
110
254000
2000
που επεκτάθηκε και ο χώρος για τον οποίο στάληκε σήμα από το κύτταρο θέσης.
04:31
It's as if you remember where the flag was
111
256000
2000
Είναι σαν να θυμόσασταν πού βρισκόταν η σημαία
04:33
by storing the pattern of firing across all of your place cells
112
258000
3000
αποθηκεύοντας το μοτίβο των σημάτων των κυττάρων θέσης
04:36
at that location,
113
261000
2000
σε αυτό το χώρο,
04:38
and then you can get back to that location
114
263000
2000
και μετά επιστρέφετε στο χώρο αυτό
04:40
by moving around
115
265000
2000
τριγυρνώντας
04:42
so that you best match the current pattern of firing of your place cells
116
267000
2000
ώστε να βρείτε το μοτίβο αποστολής σήματος από τα κύτταρα θέσης που ταιριάζει καλύτερα με
04:44
with that stored pattern.
117
269000
2000
το αποθηκευμένο μοτίβο.
04:46
That guides you back to the location that you want to remember.
118
271000
3000
Αυτό σας καθοδηγεί πίσω στο χώρο που θέλετε να θυμηθείτε.
04:49
But we also know where we are through movement.
119
274000
3000
Γνωρίζουμε επίσης πού βρισκόμαστε μέσω της κίνησης.
04:52
So if we take some outbound path --
120
277000
2000
Γι'αυτό εάν πάρουμε ένα εξερχόμενο μονοπάτι,
04:54
perhaps we park and we wander off --
121
279000
2000
ίσως σταθμεύοντας και τριγυρνώντας,
04:56
we know because our own movements,
122
281000
2000
ξέρουμε από τις κινήσεις μας,
04:58
which we can integrate over this path
123
283000
2000
οι οποίες καταγράφονται πάνω σε αυτό το μονοπάτι
05:00
roughly what the heading direction is to go back.
124
285000
2000
περίπου ποια κατεύθυνση πρέπει να ακολουθήσουμε για να επιστρέψουμε.
05:02
And place cells also get this kind of path integration input
125
287000
4000
Τα κύτταρα θέσης λαμβάνουν αυτό το είδος καταγραφής μονοπατιού
05:06
from a kind of cell called a grid cell.
126
291000
3000
από ένα είδος κυττάρων που ονομάζονται νευρικά κύτταρα.
05:09
Now grid cells are found, again,
127
294000
2000
Τα νευρικά κύτταρα
05:11
on the inputs to the hippocampus,
128
296000
2000
στο εσωτερικό του ιππόκαμπου
05:13
and they're a bit like place cells.
129
298000
2000
και μοιάζουν με τα κύτταρα θέσης.
05:15
But now as the rat explores around,
130
300000
2000
Καθώς ο αρουραίος εξερευνά γύρω του,
05:17
each individual cell fires
131
302000
2000
κάθε ξεχωριστό κύτταρο στέλνει σήμα
05:19
in a whole array of different locations
132
304000
3000
σε ένα φάσμα διαφορετικών σημείων
05:22
which are laid out across the environment
133
307000
2000
μέσα στο περιβάλλον
05:24
in an amazingly regular triangular grid.
134
309000
3000
μέσα σε ένα εντυπωσιακά ακριβές τριγωνικό πλέγμα.
05:29
And if you record from several grid cells --
135
314000
3000
Αν μελετήσουμε διάφορα νευρικά κύτταρα,
05:32
shown here in different colors --
136
317000
2000
που φαίνονται εδώ με διαφορετικά χρώματα,
05:34
each one has a grid-like firing pattern across the environment,
137
319000
3000
θα δούμε ότι κάθε μοτίβο του πλέγματος σημάτων μέσα στο περιβάλλον,
05:37
and each cell's grid-like firing pattern is shifted slightly
138
322000
3000
και κάθε μοτίβο του πλέγματος σημάτων ενός κυττάρουν αλλάζει ελαφρώς
05:40
relative to the other cells.
139
325000
2000
σε σχέση με αυτά των άλλων κυττάρων.
05:42
So the red one fires on this grid
140
327000
2000
Το κόκκινο λοιπόν στέλνει σήματα σε αυτό το πλέγμα
05:44
and the green one on this one and the blue on on this one.
141
329000
3000
το πράσινο σε αυτό και το μπλε σε αυτό το πλέγμα.
05:47
So together, it's as if the rat
142
332000
3000
Μαζί λοιπόν, λειτουργούν λες και ο αρουραίος
05:50
can put a virtual grid of firing locations
143
335000
2000
μπορεί να δημιουργήσει ένα εικονικό πλέγμα από σήματα θέσης
05:52
across its environment --
144
337000
2000
για το περιβάλλον του,
05:54
a bit like the latitude and longitude lines that you'd find on a map,
145
339000
3000
κάτι σαν τις γραμμές γεωγραφικού πλάτους και μήκους που θα βρίσκαμε σε ένα χάρτη,
05:57
but using triangles.
146
342000
2000
με μόνη διαφορά τη χρήση τριγώνων.
05:59
And as it moves around,
147
344000
2000
Καθώς τριγυρνάει,
06:01
the electrical activity can pass
148
346000
2000
η ηλεκτρική δραστηριότητα μπορεί να περάσει
06:03
from one of these cells to the next cell
149
348000
2000
από ένα από αυτά τα κύτταρα στο επόμενο
06:05
to keep track of where it is,
150
350000
2000
και να αναγνωρίζει πού βρίσκεται,
06:07
so that it can use its own movements
151
352000
2000
ώστε να χρησιμοποιεί τις δικές του κινήσεις
06:09
to know where it is in its environment.
152
354000
2000
για να ξέρει πού βρίσκεται μέσα στο περιβάλλον του.
06:11
Do people have grid cells?
153
356000
2000
Έχουν και οι άνθρωποι νευρικά κύτταρα;
06:13
Well because all of the grid-like firing patterns
154
358000
2000
Λόγω του ότι όλα τα μοτίβα πλεγμάτων σημάτων
06:15
have the same axes of symmetry,
155
360000
2000
έχουν τους ίδιους συμμετρικούς άξονες,
06:17
the same orientations of grid, shown in orange here,
156
362000
3000
ο ίδιος προσανατολισμός πλέγματος, όπως φαίνεται εδώ με πορτοκαλί,
06:20
it means that the net activity
157
365000
2000
δείχνει ότι η δραστηριότητα
06:22
of all of the grid cells in a particular part of the brain
158
367000
3000
όλων των νευρικών κυττάρων σε ένα συγκεκριμένο μέρος του εγκεφάλου
06:25
should change
159
370000
2000
θα έπρεπε να αλλάζει
06:27
according to whether we're running along these six directions
160
372000
2000
σύμφωνα με το αν κινούμαστε προς αυτές τις έξι κατευθύνσεις
06:29
or running along one of the six directions in between.
161
374000
3000
ή σε μία από τις έξι κατευθύνσεις στο ενδιάμεσο.
06:32
So we can put people in an MRI scanner
162
377000
2000
Γι'αυτό μπορούμε να υποβάλουμε τους ανθρώπους σε μία μαγνητική τομογραφία
06:34
and have them do a little video game
163
379000
2000
βάζοντάς τους να παίξουν το ίδιο ηλεκτρονικό παιχνίδι
06:36
like the one I showed you
164
381000
2000
που σας έδειξα
06:38
and look for this signal.
165
383000
2000
και να εξετάσουμε τα σήματα.
06:40
And indeed, you do see it in the human entorhinal cortex,
166
385000
3000
Πράγματι, μπορείτε να το δείτε στον ανθρώπινο ενδορινικό φλοιό,
06:43
which is the same part of the brain that you see grid cells in rats.
167
388000
3000
ο οποίος είναι το μέρος του εγκεφάλου που αντιστοιχεί σε αυτό των νευρικών κυττάρων των αρουραίων.
06:46
So back to Homer.
168
391000
2000
Ας επιστρέψουμε στον Χόμερ.
06:48
He's probably remembering where his car was
169
393000
2000
Ίσως να θυμάται πού βρίσκεται το αυτοκίνητό του
06:50
in terms of the distances and directions
170
395000
2000
όσον αφορά αποστάσεις και κατεύθυνση
06:52
to extended buildings and boundaries
171
397000
2000
καθώς και επεκταμένα κτίρια και όρια
06:54
around the location where he parked.
172
399000
2000
γύρω από τη θέση όπου στάθμευσε.
06:56
And that would be represented
173
401000
2000
Αυτό αντιπροσωπεύεται από
06:58
by the firing of boundary-detecting cells.
174
403000
2000
τα σήματα που στέλνουν τα κύτταρα εντοπισμού ορίων.
07:00
He's also remembering the path he took out of the car park,
175
405000
3000
Θυμάται επίσης το μονοπάτι που ακολούθησε για έξοδό του από το χώρο στάθμευσης,
07:03
which would be represented in the firing of grid cells.
176
408000
3000
το οποίο θα μπορούσε να αντιπροσωπευτεί από τα σήματα των νευρικών κυττάρων.
07:06
Now both of these kinds of cells
177
411000
2000
Και τα δύο αυτά είδη κυττάρων
07:08
can make the place cells fire.
178
413000
2000
μπορούν να προκαλέσουν την αποστολή μηνύματος από τα κύτταρα θέσης.
07:10
And he can return to the location where he parked
179
415000
2000
Έτσι μπορεί να επιστρέψει στο χώρο όπου στάθμευσε
07:12
by moving so as to find where it is
180
417000
3000
τριγυρνώντας μέχρι να βρει
07:15
that best matches the firing pattern
181
420000
2000
το μοτίβο που ταιριάζει καλύτερα στο μοτίβο σημάτων που έστειλαν
07:17
of the place cells in his brain currently
182
422000
2000
τα κύτταρα θέσης στον εγκέφαλό του
07:19
with the stored pattern where he parked his car.
183
424000
3000
και το οποίο αποθηκεύτηκε όταν αυτός στάθμευσε το αυτοκίνητό του.
07:22
And that guides him back to that location
184
427000
2000
Αυτό τον καθοδηγεί στη θέση
07:24
irrespective of visual cues
185
429000
2000
ανεξάρτητα από τα οπτικά στοιχεία
07:26
like whether his car's actually there.
186
431000
2000
όπως το αν το αυτοκίνητό του βρίσκεται πράγματι εκεί.
07:28
Maybe it's been towed.
187
433000
2000
Ακόμα κι αν το έχουν ρυμουλκήσει,
07:30
But he knows where it was, so he knows to go and get it.
188
435000
3000
αυτός θα ξέρει πού βρισκόταν, άρα πώς θα πάει να το βρει.
07:33
So beyond spatial memory,
189
438000
2000
Πέρα λοιπόν από τη χωρική μνήμη,
07:35
if we look for this grid-like firing pattern
190
440000
2000
αν εξετάσουμε αυτό το μοτίβο πλέγματος σημάτων,
07:37
throughout the whole brain,
191
442000
2000
σε ολόκληρο τον εγκέφαλο,
07:39
we see it in a whole series of locations
192
444000
3000
το αναγνωρίζουμε σε μία ολόκληρη σειρά θέσεων
07:42
which are always active
193
447000
2000
που ενεργοποιούνται πάντοτε
07:44
when we do all kinds of autobiographical memory tasks,
194
449000
2000
όταν πραγματοποιούμε κάθε είδους εργασία αυτοβιογραφικής μνήμης,
07:46
like remembering the last time you went to a wedding, for example.
195
451000
3000
όπως όταν θυμόμαστε την τελευταία φορά που πήγαμε σε ένα γάμο.
07:49
So it may be that the neural mechanisms
196
454000
2000
Ίσως λοιπόν οι μηχανισμοί των νευρώνων μας
07:51
for representing the space around us
197
456000
3000
που αναπαριστούν το χώρο γύρω μας
07:54
are also used for generating visual imagery
198
459000
4000
να χρησιμοποιούνται και για την παραγωγή οπτικής απεικόνισης
07:58
so that we can recreate the spatial scene, at least,
199
463000
3000
ώστε να αναπαράγουμε τη σκηνή του χώρου, τουλάχιστον
08:01
of the events that have happened to us when we want to imagine them.
200
466000
3000
των γεγονότων που μας συνέβηκαν, όταν θέλουμε να τους φανταστούμε.
08:04
So if this was happening,
201
469000
2000
Εάν συνέβαινε αυτό λοιπόν
08:06
your memories could start by place cells activating each other
202
471000
3000
τότε η μνήμη μας θα έπρεπε να αρχίζει από τα κύτταρα θέσης που ενεργοποιούν το ένα το άλλο
08:09
via these dense interconnections
203
474000
2000
μέσα από αυτές τις πυκνές διασυνδέσεις
08:11
and then reactivating boundary cells
204
476000
2000
επανενεργοποιώντας τα κύτταρα ορίων
08:13
to create the spatial structure
205
478000
2000
για δημιουργία της δομής του χώρου
08:15
of the scene around your viewpoint.
206
480000
2000
της σκηνής που φαντάζεστε.
08:17
And grid cells could move this viewpoint through that space.
207
482000
2000
Τα νευρικά κύτταρα θέτουν αυτή τη σκηνή στο χώρο.
08:19
Another kind of cell, head direction cells,
208
484000
2000
Ακόμα ένα είδος κυττάρων, τα κύτταρα κατεύθυνσης,
08:21
which I didn't mention yet,
209
486000
2000
τα οποία δεν ανέφερα μέχρι τώρα,
08:23
they fire like a compass according to which way you're facing.
210
488000
3000
στέλνουν σήματα σαν πυξίδα σύμφωνα την κατεύθυνση στην οποία είστε στραμμένοι.
08:26
They could define the viewing direction
211
491000
2000
Ορίζουν την κατεύθυνση
08:28
from which you want to generate an image for your visual imagery,
212
493000
3000
από την οποία θέλετε να λάβετε μία εικόνα για την οπτική απεικόνισή σας,
08:31
so you can imagine what happened when you were at this wedding, for example.
213
496000
3000
γι'αυτό μπορείτε να φανταστείτε τι συνέβηκε όταν βρεθήκατε σε αυτό το γάμο για παράδειγμα.
08:34
So this is just one example
214
499000
2000
Αυτό είναι λοιπόν μόνο ένα παράδειγμα
08:36
of a new era really
215
501000
2000
μίας πραγματικά νέας εποχής
08:38
in cognitive neuroscience
216
503000
2000
στη γνωστική νευροεπιστήμη
08:40
where we're beginning to understand
217
505000
2000
όπου αρχίζουμε να κατανοούμε
08:42
psychological processes
218
507000
2000
τις ψυχολογικές διαδικασίες
08:44
like how you remember or imagine or even think
219
509000
3000
όπως πώς να θυμηθείτε ή να φανταστείτε ή να σκεφτείτε
08:47
in terms of the actions
220
512000
2000
τις ενέργειες
08:49
of the billions of individual neurons that make up our brains.
221
514000
3000
εκατομμυρίων ξεχωριστών νευρώνων που απαρτίζουν τον εγκέφαλό μας.
08:52
Thank you very much.
222
517000
2000
Σας ευχαριστώ πολύ.
08:54
(Applause)
223
519000
3000
(Χειροκρότημα)
ABOUT THE SPEAKER
Neil Burgess - NeuroscientistAt 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.
Neil Burgess | Speaker | TED.com