Uzaya Dair Zihinsel Resmimiz Evren Gibi Genişliyor Gibi Görünüyor : ScienceAlert


Beyninizin içinde uyuduğunuz her yatak odasının, yemek yaptığınız her mutfağın, çalıştığınız her şehrin, tatil yaptığınız her ülkenin bir haritası var. rüya gördüm

Bu geniş ayrıntılı bilgi hazinesini küçük bir nöron dokusuna sıkıştırmak çok zekice bir matematik sayesinde mümkün. bir araştırmaya göre ABD’deki araştırmacılar tarafından yürütülen sıçan beyinleri üzerinde.

Fiziksel alanın zihinsel temsilini somutlaştıran bu yeni keşfedilen beyin hücresi diziliş modelleri, yalnızca beynimizin belirli türde verileri nasıl depoladığını ortaya çıkarmakla kalmaz, aynı zamanda hafızanın ve haritalamanın ters gittiği durumlara ilişkin içgörü sağlayabilir.

İlk kez bir odaya girin ve beyniniz aceleyle alanı çizecek nöronları işe alacaktır. Bunlar hücreleri yerleştir odayı yansıtacak şekilde düzenlenmeleri gerekmez, ancak koordineli yanıp sönmeleri yine de kendimizi fiziksel bir alana yerleştirmenin bir yolu olarak hizmet eder.

Yer alanları adı verilen ağlar halinde düzenlenen bu hücreler, biz uzaya alıştıkça tekrar tekrar yeniden düzenlenir ve etrafınızdaki alan daha tanıdık hale geldikçe birbiriyle ilişkili tepkilerle dalgalanan, giderek zenginleşen bir hücre ağına katkıda bulunur.

Bu ilişkili faaliyet hiyerarşisinin nasıl geliştiği ve işlediği şimdiye kadar, en azından matematiksel bir bakış açısıyla, çoğunlukla spekülatif olmuştur.

Salk Biyolojik Araştırmalar Enstitüsü’nden hesaplamalı nörobiyolog Tatyana Sharpee liderliğindeki yeni bir çalışmada, araştırmacılar sinir hücrelerinin aktivitesini bir hipokampusun bir parçası uzay hafızası için kritik olan farelerin.

kullanarak Önceden tasarlanmış yöntem Araştırmacılar, labirentte koşarken farelerdeki yer hücrelerini incelemek için, bir avuç dolusu yetişkin kemirgeni 48 metrelik (157 fit) düz bir parkurda adım adım ilerlettiler ve bu sırada koşuları tamamlarken sinirsel aktiviteleri kaydedildi.

Fiziksel yakınlıklarına veya yanıt olarak farklı hücrelerin eşleşme yollarına bağlı olarak, bir ağdan iletilen bir mesaj dizisinin modellenebileceği birkaç yol vardır.

Sıçanlardaki bir yer hücreleri ağı boyunca titreşen sinyallerin hiyerarşisinin bir analizi, en iyi şekilde hiperbolik olarak tanımlanan bir geometri türü tarafından modellendi ve bu – ironik bir şekilde – beyinlerimizin resmetmesi için en kolay geometri değil.

Dilerseniz, tepede bir patronun bir katta tek başına oturduğu tipik bir ofis binası hayal edin. Patronun altındaki yöneticilerin hepsinin lüks ofisleri var. Altlarında, orta düzey yöneticiler biraz daha küçük süitlere sıkıştırılır. Daha aşağıda, bütün bir işçi kitlesi bölmelerle dolu bir zeminde toplanıyor.

Bu ‘doğrusal’ hiyerarşi, siz katlar arasında aşağı indikçe ve ek departmanlar biriktikçe her bir birey için yer hızla tükenir.

Bununla birlikte, hiperbolik geometri kullanılarak inşa edilen bir ofis kulesi, farklı bileşenlerle birleştikçe kesişen çizgilerin oluşturduğu açılarda farklı bir kurallar dizisine uyan, katlanarak büyüyen alt katlarda yeni bölümleri barındırmada sorun yaşamaz.

düz daire hiyerarşisi
Düz bir daire olarak tasvir edilen hiperbolik bir hiyerarşi. (Zhang ve diğerleri, Doğa İletişimi2022)

Yukarıdaki örneği düz uzayda, tam boyutlu bir gerçeklikte hiperbolik bir hiyerarşiyi temsil etmek için kullanabilsek de, bu üçgenlerin hepsi aynı boyutta olacaktır (evet, bunu hayal etmeye çalışmak beyninize zarar verecektir). Yani, eğer bu bir malzeme parçası olsaydı, dış uçlar fazla çevreleriyle birlikte kıvrılırdı, disket şapka gibi.

Hiperbolik hiyerarşiler, bir dizi işlemde farklı faaliyet noktaları arasındaki ilişkileri tanımlamak için benzer matematiği kullanır ve kendimizi bir uzayda hayal ederken zihnimizdeki mesafeleri ve nesneleri detaylandırmanın daha verimli bir yolunu sağlar.

Burada araştırmacılar, fareler yeni bir alana getirildiğinde yer hücrelerinin küçük alanlarının nasıl hızla oluştuğunu ve zaman geçtikçe logaritmik bir genişlemeye göre daha karmaşık alanlara dönüştüğünü gözlemlediler.

nöron grupları hiyerarşisi
Farklı renklerin yer hücrelerinin farklı özelliklerini temsil ettiği bir yer alanlarına eşlenen nöron gruplarını (düğümleri) temsil eden hiperbolik bir hiyerarşi. (Zhang ve diğerleri, Doğa İletişimi2022)

“Çalışmamız, beynin her zaman doğrusal bir şekilde hareket etmediğini gösteriyor. Bunun yerine sinir ağları, hiperbolik geometri ve bilgi teorisi kullanılarak analiz edilebilen ve anlaşılabilen genişleyen bir eğri boyunca işlev görüyor.” diyor Sharpee.

Son çalışmalar Biyolojide bulunan koku alma sistemleri de hiperbolik bir hiyerarşi izleyerek hayvanların kokuları doğrusal bir gruplandırma yönteminden çok daha karmaşık ve çeşitli şekillerde kategorize etmesine izin verir.

Yeni çalışmanın arkasındaki araştırmacılar, mekansal farkındalığımızdaki hiperbolik temsillerin, yalnızca eldeki bilgilere dayanarak, büyüyen bir zihinsel haritayla gelen yeniden düzenlemeye daha iyi uyum sağladığını savunuyorlar. Bedenin uzayda konumlandırılması, haritanın doğrusal bir modele göre geliştirilmesinden daha doğrudur.

İnsanlarda benzer etkilerin ölçülmesi, özellikle hafıza ve uzamsal farkındalıkla ilgili nöroloji alanlarında, hastalık modelleri hakkında bilgi verebilir.

Daha şiirsel bir düzeyde, zihinsel Evrenimizin genişlemesinin fiziksel Evrenimizin sonsuz genişlemesini yansıttığını bilmenin bir güzelliği var. Şimdiye kadarki tüm işaretler Evrenimizin düz bir şekle sahip olduğunu gösterirken, modeller var uzay-zamanın toplam geometrisinin henüz ince bir eğriliğe sahip olup olmadığı konusunda spekülasyon yapanlar.

“Hiperbolik geometrinin yalnızca kozmik ölçekte geçerli olduğunu düşünebilirsiniz, ancak bu doğru değil.” diyor Sharpee.

“Beynimiz ışık hızından çok daha yavaş çalışıyor, bu da astronomik uzaylar yerine kavranabilir uzaylarda hiperbolik etkilerin gözlenmesinin bir nedeni olabilir. Şimdi, beyindeki bu dinamik hiperbolik temsillerin nasıl büyüdüğü, etkileşime girdiği hakkında daha fazla bilgi edinmek istiyoruz. ve birbirinizle iletişim kurun.”

Bu araştırma yayınlandı Doğa Sinirbilimi.



Kaynak : https://www.sciencealert.com/our-mental-picture-of-space-seems-to-expand-like-the-universe

Yorum yapın

SMM Panel PDF Kitap indir