의 상징적 인 표지 그림 New Yorker 1976 년 3 월 29 일, 이슈는“9 번가에서 온 세계의 전망”을 묘사했는데, 다른 미국 도시뿐만 아니라 전국을 왜소화 한 거대한 맨해튼을 주연으로, 태평양을 허드슨 강보다 훨씬 넓지 않은 물로 줄였습니다.
.그러나 뉴욕 시민들만이 규모에 대한 인식이나 특유의 지리와 장소 감각을 가진 유일한 것은 아닙니다. 인간과 다른 동물들은 가치있는 정보를 강조함으로써 자신의“세상의 견해”를 매핑 할 것을 제안하는 방식으로 행동합니다.
Science 에 나타난 두 가지 연구 오늘날 바이어스가 얼마나 깊는 지 보여줍니다. 두 연구 팀은 물리적 공간의 정신지도를 컴파일하는 뉴런이 어떻게 우리의 경험, 활동 및 우선 순위를 더 잘 반영하도록 스스로 재 프로그래밍하는지 관찰했습니다. 이 결과는 다른 과학자들이 발견하기 시작한 링크에 대한 증거를 제공합니다. 뇌의 위치 정보를 인코딩하는 방법은 다양한 소리와 사회 계층과 같은 추상적 개념을 포함하여 탐색 할 다른 정보를 구성하는 방식으로 확장 될 수 있습니다.
.보다 주관적인지도
포유류는 물리적 주변 환경의 위치를 추적하도록 돕기 위해 뇌는 두 가지 유형의 특수 세포를 개발했습니다. 동물이 특정 위치에있을 때 해마 화재에 세포를 배치하십시오 (예 :인식 가능한 랜드 마크 근처). 해마에 인접한 영역 인 entorhinal cortex의 그리드 세포, 동물이 육각형의 정점처럼 배열 된 일부 위치 세트를 통과 할 때 화재; 종합적으로,이 헥사는 그리드와 같은 지형을 타일로 겹칩니다 (따라서 뉴런의 이름)
두 종류의 세포는 동물이 새로운 환경에 들어갈 때“재발”하고, 환경의 주요 특징이 바뀌면 장소 세포는 재발하는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 그리드 셀은 더 일관성이 있어야했습니다. 그들의 인상적인 수학적 조직은 시간이 지남에 따라 또는 새로운 상황에 따라 다른 정확한 좌표 시스템을 생성하는 것으로 널리 알려져 있습니다. 외부 신호가없는 경우에도 내비게이션에 유용 할 수있는 정적 메트릭의 유클리드 공간을 제공하는 것으로 보입니다. 뉴런을 발견 한 과학자들이 2014 년에 노벨상을 수상했을 때, 그리드 세포는“뇌의 내부 GPS”로 널리 알려져 있습니다.
.전형적으로, 그리드 세포 활동을 연구하도록 설계된 실험은 상자 또는 유사한 인공 환경에서 무작위로 먹이를 먹는 동물을 포함합니다. 그러나 Stanford University의 신경 생물학자인 Lisa Giocomo는 야생에서 다른 일이 일어날 지 여부에 대해 궁금했습니다. 여기서 동물들이 특정 목표와 동기를 염두에두고 음식을보다 전략적으로 찾고 있습니다. 예를 들어, 이전 경험의 정보를 사용하여 검색을 안내 할 수 있습니다. 이러한 요인들이 entorhinal cortex의 "GPS"신호에 영향을 미쳐서 혼자서 위치보다 더 많은 것에 연결할 수 있습니까?
Giocomo와 그녀의 동료들이 이제 Science 에보고 한 결과 정확히 그 결론을 지적하십시오 :목표를 갖는 것은 뇌가 공간 환경을 인코딩하는 방식에 영향을 미치는 것 같습니다.
Giocomo의 팀은 테스트 환경을 통해 무작위로 배치 된 음식을 검색하면서 래트의 entorhinal cortex에서 뉴런 활동을 기록했습니다. 그런 다음 팀은 실험을 다시 실행했습니다. 그러나 쥐를 훈련 한 후에야 환경에서 특정 지점을 큰 음식 보상과 연관 시켰습니다.
.그 훈련은 쥐의 그리드 세포의 발사 패턴을 바꾸는 것처럼 보였습니다. 뉴런은 보상 위치에 더 가까이 발사되어 물이 배수구에 소용돌이 치는 물과 같은 위치 주위의 항해 그리드의 간격을 줄였습니다. 그리드의 전체 방향 또는 기울기도 마치 완전히 다른 공간 컨텍스트에 응답하는 것처럼 회전했습니다. (쥐가 향하는 위치에 반응하여 발사하는 "머리 방향"세포와 같은 동일한 뇌 영역의 다른 유형의 세포, 회전도 회전합니다.)
Giocomo는“이러한 모든 변경 사항은 실제로 Entorhinal Cortex 가이 공간의 완전히 다른지도를 생성하고 있음을 나타냅니다. "행동 과제 또는 동물의 행동 상태의 목표는 실제로 동일한 공간 위치의 완전히 새로운지도를 주도하기에 충분합니다."
.또한, 팀은 동물이 보상 위치 근처에있을 때 그리드 셀이 더 자주 발사된다는 것을 발견했습니다. entorhinal cortex는 다른 지역보다 더 정확하고 정확하게 작은 공간의 작은 공간을 더 정확하게는 미래의 보상을 더 효율적으로 만드는 것으로 나타났습니다. 존스 홉킨스 대학교 (Johns Hopkins University)의 박사후 연구원 인 마누 마드 하브 (Manu Madhav)는“쥐는 그 위치로 조금 더 쉽게 탐색 할 수있다”고 말했다.
한편, 오스트리아 과학 기술 연구소 (Institute of Science and Technology Austria)의 바다를 가로 질러 신경 과학자 Jozsef Csicsvari의 실험실 그룹은 이러한 표현의 변화를 더 깊이 살펴 보았습니다. 과학자들은 보상을받을 수있는 구멍이있는 플랫폼에서 쥐를 훈련시켰다. 먼저 쥐는 보상없이 보드에 위조했습니다. 그런 다음 특정 위치에서 세 가지 보상을 찾도록 훈련을 받았습니다. 마지막으로, 그들은 보상없이 보드로 다시 보내졌습니다.
Giocomo의 그룹과 마찬가지로 CSICSVARI는 보상 훈련 경험이 쥐의 그리드 맵을 변형 시켰다는 것을 발견했습니다. 그들의 그리드 셀은 발사 목표를 보상의 위치에 가까운 위치로 바꾸었고, 목표가 처음에는 보상 된 지점에 가까워 질수록 더 많이 움직였다. 그리드 셀 발견자가 설명하는 완벽한 육각형 타일 배열은 더 이상 완벽하게 보이지 않았습니다.
또한 쥐가 자신의 환경에서 새로운 보상의 존재에 대해 처음 알게되었을 때, CSICSVari의 팀은 마치 쥐의 뇌가 단순히 한 그리드에서 다른 그리드에서 안정적으로 변형 될 때까지지도 사이에서 튀어 오르고있는 것처럼 두 개의지도 표현 사이의 "깜박 거리는"전환을 관찰했습니다.
.그것은 모두“실제 그리드 셀은 유클리드 공간 이상의 것을지지하고 있음을 시사합니다. 연구 중에 CSICSVARI 실험실의 박사후 연구원 인 오슬로 대학의 샬럿 보카 카라 (Charlotte Boccara)는 이렇게 말했다. "그리고 그것은 우리에게 우리에게 다음과 같이합니다 :그리드 셀이란 무엇입니까?"
공간을 조직하기보다는“그들은 정말로 기억의 조직에 관한 것 같습니다.”
.새로운 정의와 더 나은 은유
Giocomo는 겨울 동안 마우스가 찾을 수있는 견과류와 열매에 대해 마우스를 먹여야한다고 상상해보십시오. 그것은 숲 부분에 대한인지지도가 있습니다. 그런 다음 여름 여름, 마우스는 거대한 딸기 패치를 가로 질러 우연히 발견됩니다. Giocomo는“딸기 패치를 강조하거나 과장하는 것은 완전히 다른지도를 갖는 것이 유리할 수 있습니다.”라고 Giocomo는 말했습니다.
또는 우리 자신의 삶의 장소를 기억하는 방법에 대해 생각해보십시오. 예를 들어, 우리는 집과 직장을 어디에서 찾을 수 있는지 정확히 알고 있지만, 우리가 매일 둘 사이에 매일 지나가는 모든 상점, 공원 및 도로의 정확한 위치는 아닙니다. 샌프란시스코 캘리포니아 대학교의 신경 과학자 인 로렌 프랭크 (Loren Frank)는“유기체는 무엇이 중요한지, 그렇지 않은지, 그리고 그 의미는 세계에서 어디에 있는지에 대한 감각을 가중시킨다”고 말했다. 그는 뇌가 관련성이나 보상에 대한 고려에 의해“순수한”공간을 나타내고 오염되지 않은 공간을 표현한다고 생각하는 것은 오해가 덧붙였다. “이 것들은 정말 친밀하게 묶여 있으며 너무 깔끔하게 이혼 할 수 없습니다.
그것은 또한 우리가 추억을 형성하는 방법과 우리가 형성하는 기억이 우리가하려는 일에 달려 있음을 의미합니다. 모든 기억, 위치 및 경험이 동등하게 만들어지지는 않습니다 (또는 적어도 그들은 그런 식으로 인코딩되지 않습니다).
그 안에는 entorhinal 맵을 GPS 또는 다른 내비게이션 도구와 비교할 때의 결함이 있습니다. Giocomo는“Google은 스타 벅스로 향하는 경우 다른지도를 가져 오지 않습니다.
그녀는 보상 대신 처벌이있을 때 발생하는 일과 쥐의 동기가 변할 때 어떤 일이 발생하는지에 대해 조사하고 싶어합니다. "이 작업은 공간의 새로운지도를 운전할 수있는 신호가 무엇인지 고려하여 완전히 새로운 영역을 열어줍니다."라고 그녀는 말했습니다.
entorhinal cortex의 소성에 대한 더 큰 인식은 연구자들이 노화, 신경계 질환 및 약물 중독의 결과로 발생하는 재 침착 (또는 발생하지 않는)을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 간단한 내비게이션을 넘어서이 뇌 시스템이 인코딩 될 수 있다는 점에서 행동의 훨씬 vaster 레퍼토리를 드러 낼 수 있습니다. Giocomo는“entorhinal cortex는 우리가 이전에 생각했던 것보다 공간과 기억의 교차점에서 훨씬 더 큰 역할을하고 있습니다.
공간을 측정하기 쉽기 때문에 Boccara는 공간 관계를 체계화 할 때 그리드 셀 활동의 기능을 식별하는 것이 더 간단하다고 제안합니다. "그러나 실제로는 훨씬 더 많은 일을 할 수 있습니다."라고 그녀는 말했습니다. entorhinal cortex의 코딩 특성은 동물이있는 곳이 아닌 동물이 무엇을하고 있는지에 따라 변화합니다. Madhav는 과제가 물리적 공간이나 추상적 인 생각이나 감각적 경험의 정신적 "풍경"을 탐색하는 것인지 여부에 관계없이“코드는 그 공간에 맞게 해당 공간의 작업을 더 쉽게 만들기 위해 바뀌는 것 같습니다.”라고 Madhav는 말했습니다.
Boccara는 그리드 셀과 관련하여“첫 번째 정의는 첫 번째 정의에 따라 매우 단단했습니다.”라고 Boccara는 말했습니다. 그러나 그 관점은 그 유용성이 오래되었을 수 있습니다. 아마도 마침내 움직일 시간입니다.
편집자 주 :Lisa Giocomo의 작품은 Simons Foundation에서 부분적으로 자금을 지원하며,이 편집자 독립 잡지에도 자금을 지원합니다.
이 기사는 에 재 인쇄되었습니다 theatlantic.com .
