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Neuralville的虚拟城镇有助于映射大脑功能

埃默里大学(Emory University)的心理学家发现,人脑使用三种不同的系统来感知我们的环境-一种用于识别位置,另一种用于浏览该位置,第三种用于从一个位置导航到另一个位置。

秒速飞艇官网对于一篇新论文,他们设计了包含模拟镇和功能磁共振成像(fMRI)的实验,以获取对此类系统的新见解。他们的研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,其影响范围从对脑部手术的外科医生提供更精确的指导到为自动驾驶汽车提供更好的计算机视觉系统。

该研究的高级作者,埃默里大学心理学副教授丹尼尔·迪尔斯(Daniel Dilks)表示:“我们正在根据大脑识别和绕过世界的能力来绘制大脑皮层的功能。“PNAS论文提供了难题中的最后一个大问题。”

实验表明,大脑的海马旁位置区域参与了虚拟城镇中特定类型的位置的识别,而大脑的后脾复合体则参与了心理映射城市中特定位置的位置。

这些新结果是继Emory研究人员去年发表的工作之后得出的,这些结果表明大脑的枕骨部位区域参与了特定位置的导航。

以前,一些研究人员认为,所有这三个皮质场景选择区域(缩写为PPA,RSC和OPA)通常都参与导航。迪克斯说:“我们的工作继续提供强有力的证据证明这一理论是不正确的。”

第一作者安德鲁·佩西切蒂(Andrew Persichetti)补充说:“我们正在证明大脑中存在专门的系统,它们在识别位置和导航中扮演着不同的角色。”此后,他获得了心理学博士学位,现在是美国国家心理健康研究所的博士后。

对于PNAS论文,Persichetti根据他创建的虚拟城镇“ Neuralville”和一个简单的视频游戏进行了实验。他说:“成为一名科学家,我最喜欢的事情之一就是设计实验。”“尝试提出一个聪明而简单的方法来回答一个复杂的问题很有趣。”

Neuralville由八座建筑物组成,分布在公园周围的四个象限或城镇位置中。建筑物的类别是成对的,包括:两个咖啡店,两个牙医办公室,两个五金店和两个体育馆。每个象限包含两个建筑物,但没有象限包含两个相同类别的建筑物。并且,尽管它们可以按类别,位置或面向方向进行配对,但八座建筑物中没有一个具有视觉特征,例如形状,大小或纹理。

参与者坐在计算机旁,通过按键盘上的箭头键“四处走动”,逐渐熟悉城镇。然后将他们放到城镇的随机位置,并执行“步行到咖啡店A”之类的任务。经过大约15分钟的练习后,他们看到了每座建筑物的图像,并询问了建筑物的类型以及建筑物所在的象限。

一旦参与者在此测验中获得100%的评分,就将他们放入fMRI扫描仪中。在扫描他们的大脑时,给他们提供了其中一栋建筑物(例如咖啡店B)的图片,并提出了一个问题。例如:“如果您直接面对咖啡店B,牙医办公室A会在您的右边还是左边?”

参与者重复了10次任务,因为fMRI记录了PPA和RSC中的活动。大脑数据以称为“体素”的单位进行渲染,类似于三维像素,但它们是三维的。

结果表明,共享相同位置的建筑物的RSC响应模式比同类建筑物更相似。PPA中的响应方式则相反。

秒速飞艇官网Persichetti说:“这些多体素模式在RSC中显示了这些建筑物的空间表示,而在PPA中则显示了分类表示。”“ RSC模式基本上将它们放置在地图上的适当位置,而PPA模式则将它们按类别进行聚类。”

该研究的临床应用包括针对那些与场景识别和导航有关的问题的更好的大脑康复方法。

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