Войти
Интеграция по траектории суммирует векторы расстояния и направления, пройденного от начальной точки для оценки текущего положения, и, таким образом, путь обратно к началу. Интеграция путей - это метод, который, как считается, используется животными для точного расчета.
Чарльз Дарвин впервые постулировал инерционную навигационную систему у животных в 1873 году. Исследования, начатые в середине 20 века, подтвердили, что животные могут возвращаться напрямую. к исходной точке, такой как гнездо, в отсутствие зрения и совершив окольный путь наружу. Это показывает, что они могут использовать подсказки для отслеживания расстояния и направления, чтобы оценить свое положение и, следовательно, путь домой. Этот процесс был назван интеграцией пути, чтобы уловить концепцию непрерывной интеграции сигналов движения на протяжении всего пути. Манипулирование инерционными сигналами подтвердило, что по крайней мере одна из этих движущихся (или идиотических ) сигналов является информацией от вестибулярных органов, которые обнаруживают движение в трех измерениях. Другие сигналы, вероятно, включают проприоцепцию (информация от мышц и суставов о положении конечностей), моторные эффекты (информация от моторной системы, сообщающая остальной части мозга, какие движения были командованы и выполнены) и зрительный поток. (информация от визуальной системы, сигнализирующая о том, как быстро визуальный мир движется мимо глаз). Вместе эти источники информации могут сказать животному, в каком направлении оно движется, с какой скоростью и как долго. Кроме того, чувствительность к магнитному полю Земли для подземных животных (например, землекоп ) может дать интеграцию пути.
Исследования на членистоногих, особенно в муравей пустыни Сахара (Cataglyphis bicolor), обнаруживают существование высокоэффективных механизмов интеграции траектории, которые зависят от определения направления (по поляризованному свету или положению солнца) и вычислений расстояния (с помощью мониторинга). движение ног или оптический поток).
Три важных открытия у млекопитающих пролили свет на этот вопрос.
Во-первых, в начале 1970-х годов, нейроны в гиппокампе, называемые клетками места, реагируют на положение животного.
Вторая, в начале 1990-х годов, заключалась в том, что нейроны в соседних регионах (включая передний таламус и пост- субикулум ), называемые клетки направления головы, реагируют на направление головы животного. Это позволяет более детально изучить интеграцию путей, поскольку можно манипулировать информацией о движении и видеть, как реагируют клетки направления и направления головы (гораздо более простая процедура, чем дрессировка животного, которая выполняется очень медленно).
Третье открытие заключалось в том, что нейроны дорсо-медиальной энторинальной коры, которая передает информацию местным клеткам в гиппокампе, метрически регулярным образом возбуждаются по всей поверхности данного среда. Шаблоны активности этих ячеек сетки очень похожи на гексагонально организованный лист миллиметровой бумаги и предлагают возможную метрическую систему, которую ячейки могут использовать для вычисления расстояния. Еще неизвестно, вычисляют ли на самом деле места и ячейки сетки сигнал интегрирования пути, но существуют вычислительные модели, предполагающие, что это правдоподобно. Несомненно, повреждение мозга в этих областях, по-видимому, снижает способность животных к интеграции.
Дэвид Редиш заявляет, что «тщательно контролируемые эксперименты Миттельштадта и Миттельштадта (1980) и Этьена (1987) убедительно продемонстрировали, что эта способность [интеграция путей у млекопитающих] является следствием интеграции внутренних сигналов вестибулярных сигналов и моторная эфферентная копия ".
Мыши используют ячейки и ячейки сетки в области гиппокампа мозга, чтобы выполнить интеграцию пути.
