공간 뷰 셀

Spatial view cells

공간적 시야 세포는 영장류의 해마있는 뉴런이다. 그들은 환경의 특정 부분이 동물의 시야에 있을 때 반응한다.[1]

그것들은 장소 세포헤드 방향 세포와 관련이 있다.공간 뷰 셀은 공간적으로 국부화되지 않기 때문에 장소 셀과 다르다.또한 머리 방향 셀과는 다른데, 이는 (나침반처럼) 지구 방향을 나타내지 않고 특정 물체를 향한 방향을 나타내기 때문이다.공간 보기 세포는 특정 위치가 회수되고 있을 때 해마에서 반응하는 세포다.이 세포들은 큐로 제어되는 공간 환경에서 테스트 대상이 움직이는 동안 개별 뉴런을 관찰함으로써 테스트 대상자의 해마에서 확인된다.공간 시야 세포는 원숭이가 환경의 특정 방향을 바라볼 때 지속적으로 발사되는 세포로, 이는 머리 방향이나 원숭이의 위치와 무관하다.또한 이러한 세포들은 적절한 자극이 없는 상태에서 세포의 최소 무작위 발사가 있음을 관찰함으로써 공간적 시야 세포로 확인된다.[2]

특성.

공간 뷰 셀은 다음과 같은 특징을 가질 수 있다.[3]

  • 원숭이가 있는 곳과는 비교적 독립적으로 관찰되는 시각적 공간의 영역에 반응한다.
  • 일반적으로 30° 수용 영역 내에서 소수의 시각적 단서에 반응한다.
  • 공간 환경에서 능동적인 보행을 포함하는 공간 작업을 수행할 때 활성화됨
  • 원숭이가 있는 곳에서 비교적 독립적으로 발사하다.
  • 원숭이가 보고 있는 곳을 나타내다.
  • 일반적으로 최적 뷰에 존재하는 최소 3가지 신호에 의해 자극됨
  • 원숭이가 같은 영역을 바라보고 있는 한 우주에 있는 여러 지역에 균일하게 불을 지피다.
  • 어둠 속에서 몇 분까지 공간적 특성을 유지할 수 있는 능력
  • 반응은 원숭이가 어디를 보느냐에 따라 달라진다. 눈 위치를 측정하여
  • 공간적 표현은 할당적이다.
  • 커튼으로[4] 시야 디테일이 가려져도 반응이 나타나는 경우도 있다.

시각적 단서가 없을 때 반응하는 공간적 시야 세포는 일반적으로 코르누 암모니스 영역 1파라히포캄팔 회, 프리큐브룸에서 발견되며, 반응하지 않는 세포는 코르누 암모니스 영역 3에서 발견된다.CA1, 파라히포캄팔회, 프리큐브룸 지역에서 발견되는 세포들은 완전한 어둠 속에서 최대 몇 분 동안 자극이 제거된 후에도 더 긴 반응을 제공하는 경우가 많다.공간적 시야 세포는 어둠 속에서 바보 같은 입력을 사용함으로써 그들의 표현을 갱신하며 이러한 세포들은 일반적으로 CA1, 파라히포캄팔회, 프리큐브룸 지역에서 발견된다.[5][6]

사용하다

공간 보기 세포는 영장류들이 환경에 있는 특정 물체가 어디에 있었는지 기억하는 데 도움이 되는 삽화적 기억을 저장하는 데 사용된다.이미지 연구는 해마가 공간적 항해와 삽화적 기억에서 중요한 역할을 한다는 것을 보여주었다.[7]또한, 공간 뷰 셀은 그들이 물리적으로 환경에 존재하지 않더라도 물체의 위치를 회상할 수 있게 해준다.위치와 사물을 기억하는 것과 관련된 뉴런은 종종 영장류 해마에서 발견된다.이러한 공간 뷰 셀은 특정 위치를 기억할 뿐만 아니라, 장소의 위치를 공간적으로 더 잘 이해하기 위해 장소 주변의 다른 랜드마크 사이의 거리도 기억한다.

실제 세계 애플리케이션에서 원숭이들은 공간적 시야 세포의 도움으로 익은 과일을 어디서 보았는지 기억한다.인간은 어디서 사람을 봤을지, 열쇠를 어디에 두었는지 기억하려고 할 때 공간 보기 세포를 사용한다.영장류의 고도로 발달된 시각 및 눈의 움직임 제어 시스템은 그들이 물리적으로 그러한 장소를 방문할 필요 없이 환경 내 장소에 존재하는 정보에 대한 정보를 탐색하고 기억할 수 있게 해준다.이러한 종류의 기억들영장류들이 모든 것을 할당적으로 시각화하는 공간적 항해나, 그들이 물리적으로 전체 경로를 거치지 않고 다른 사람들에게 방향을 전달할 수 있는 세속적인 방법에 유용할 것이다.이 세포들은 영장류들이 일상 생활에서 사용한다.[8]

공간 뷰 셀 제거

해마를 해치는 질병질병은 해마에 위치한 공간 시야 세포에도 손상을 줄 수 있다.뇌졸중, 뇌수막염, 뇌염은 공간 시야 세포에 해를 끼칠 수 있는 여러 가지 질병 중 일부에 불과하다.중추신경계에 손상을 입은 환자에게 나타나는 임상 증상으로는 발열, 정신 상태 변화, 목 경직 등이 있다.병변 연구는 원숭이에서 해마나 해마와 같은 해마나 해마의 일부 연결부위에 손상을 입으면 사물의 장소와 반응을 해야 하는 장소에 대해 배우는 데 결손이 생긴다는 것을 보여주었다.이런 종류의 뇌 손상은 종종 물체 위치 기억력을 손상시킨다.객체-장소 메모리 작업은 원숭이가 본 물체를 기억할 뿐만 아니라, 그들은 환경에서 물체가 어디서 보였는지 기억해야 한다.Macaque의 후방 Para-hippocampal 병변은 기억력에 단 한 쌍의 독특한 자극만 필요한 단순한 유형의 객체-장소 학습까지도 손상시키는 것으로 나타났다.[9]

다른 질병과의 관계

공간 시야 세포에 손상을 입은 환자들은 종종 혈관 치매, 알츠하이머병, 기억상실증 푸구, 황반변성, 시신경 손상과 같은 다른 질병들과 유사한 증상을 보일 것이다.[10]공간관 손상 징후를 반영하는 또 다른 질환은 조건부 좌우차별 학습을 저해하는 닉스 병변이다.해마를 포함한 측두엽에 손상을 입은 환자들은 가끔 기억상실증을 앓을 수 있다.기억상실증 환자들은 종종 기억력 장애를 가지고 있어서 그들이 본 것과 그들이 본 사물이나 사건이 어디서 일어났는지 모두 기억하는데 어려움을 겪는다.이 징후들은 해마에서 발견되는 공간적 시야 세포의 손상 가능성을 지적한다.[11]

공간조망세포 관련 현황조사

최적 발화율

현재 연구에서는 시험요원이 자유롭게 환경을 탐색할 수 있을 때 공간뷰세포의 최대 발화율을 얻는 것으로 나타났다.원숭이가 활동적인 운동을 할 수 없게 한 실험은 해마에서 공간적 시야 세포가 검출되는 결과를 거의 제공하지 못했다.공간 시야 세포에 대해 행해진 실험의 대부분은 실험 대상으로 마카크 원숭이를 사용하는 것이었다.이러한 종류의 세포는 원숭이의 시야에 다양한 이미지와 사물을 제시함으로써 뇌가 자극을 받는 동안 원숭이의 해마를 관찰함으로써 확인된다.다양한 연구자들은 이러한 공간적 시야 세포들을 식별하기 위해 수행되고 있는 실험과 동시에 다른 방법론을 사용한다.예를 들어 지연된 공간 대응 과제에서 원숭이는 화면 한쪽에서 자극을 받은 다음 그 자극을 빼앗는다.잠시 후, 그 자극은 다시 같은 위치에 있는 원숭이에게 제시되고, 원숭이가 보고 있는 위치와 특별히 관련이 있고 원숭이의 위치와 독립되어 있는 해마 속의 세포의 발사는 공간적 시야 세포의 식별에 도움이 된다.이 실험에 참가한 원숭이들은 같은 위치에서 같은 물체를 두 번 연속으로 정확하게 식별하고 잘못 발견하면 그 원숭이들에게 식염수 맛을 부여할 때 과일즙으로 보상함으로써 용기를 얻는다.[9]

삽화적 기억과의 연관성

실험은 흔히 사물이 있는 장소의 기억 작업을 사용한다. 왜냐하면 그것들은 삽화적인 기억을 대표하고 종종 의 유사한 부분을 사용하기 때문이다.[6][9]또한 삽화적 메모리가 저장될 때마다 그 사건에서 나온 문맥의 일부도 그것과 함께 저장된다고 믿는다.그 결과 특정 장소를 떠올리면 그때의 감정들이 연결될 수 있다.이러한 회상들은 장소를 회상할 때에만 일어나는 것이 아니라, 사건 당시와 같은 분위기라면 일어나기 쉽다.보상은 받은 장소와 함께 기억된다.공간 시야 세포는 머리 방향과 장소 세포와는 독립적이라는 것이 입증되었다.공간 시야 세포는 시험 대상자가 적절한 방향을 향하고 있는 한 아무런 시각적 단서 없이 어두운 곳에서도 반응하는 것으로 나타났다.시각적 단서가 없는 경우 공간적 시야 세포는 헤드 방향 세포로부터 수신되는 입력으로부터 반응하고 영장류의 눈 위치와 함께 세포를 배치한다고 여겨진다.전정체계의 사용과 자기만족적인 단서 또한 동물이 어둠 속에서 마주하고 있는 방향 감각을 제공한다.[12]

새 정보로 업데이트하는 기능

연구는 공간 뷰 셀이 신체의 다른 입력과 일관되게 업데이트된다는 것을 발견하도록 이끌었다.예를 들어 원숭이가 거꾸로 있는 등 공간적으로 다른 위치에 있을 때, 공간 시야 세포는 시험 대상이 적절한 방향을 향할 때 여전히 반응한다.이는 공간 뷰 셀에 의해 끊임없이 수신되고 있는 새로운 정보의 흐름이 있음을 암시한다.[13]다양한 입력에서 이러한 통합은 지속적인 끌어당김 네트워크를 개발한다.CANN이라고도 알려진 지속적인 유인 신경 네트워크는 바보 같은 스탠드 포인트에서 공간 시야 세포를 연구할 때 일상적으로 사용된다.CANN은 관련 헤드 방향 셀을 면밀히 감시하고 공간 뷰 셀과 함께 세포를 하나의 가까운 "신경 활동 패키지"로 배치할 수 있도록 한다.[12]

참조

  1. ^ Franzius M, Sprekeler H, Wiskott L (2007). "Slowness and sparseness lead to place, head-direction, and spatial-view cells". PLOS Computational Biology. 3 (8): 1605–22. Bibcode:2007PLSCB...3..166F. doi:10.1371/journal.pcbi.0030166. PMC 1963505. PMID 17784780.
  2. ^ Georges-François P, Rolls ET, Robertson RG (1999). "Spatial view cells in the primate hippocampus: allocentric view not head direction or eye position or place". Cereb. Cortex. 9 (3): 197–212. doi:10.1093/cercor/9.3.197. PMID 10355900.
  3. ^ de Araujo IE, Rolls ET, Stringer SM (2001). "A view model which accounts for the spatial fields of hippocampal primate spatial view cells and rat place cells". Hippocampus. 11 (6): 699–706. CiteSeerX 10.1.1.15.6551. doi:10.1002/hipo.1085. PMID 11811664. S2CID 15203881.
  4. ^ Rolls ET (1999). "Spatial view cells and the representation of place in the primate hippocampus". Hippocampus. 9 (4): 467–80. CiteSeerX 10.1.1.7.5431. doi:10.1002/(SICI)1098-1063(1999)9:4<467::AID-HIPO13>3.0.CO;2-F. PMID 10495028.
  5. ^ Robertson RG, Rolls ET, Georges-Fran ois P (March 1998). "Spatial view cells in the primate hippocampus: effects of removal of view details". J. Neurophysiol. 79 (3): 1145–56. doi:10.1152/jn.1998.79.3.1145. PMID 9497397.
  6. ^ a b Rolls ET (December 2010). "A computational theory of episodic memory formation in the hippocampus". Behav. Brain Res. 215 (2): 180–96. doi:10.1016/j.bbr.2010.03.027. PMID 20307583. S2CID 13605251.
  7. ^ Jacobs J, Kahana MJ, Ekstrom AD, Mollison MV, Fried I (April 2010). "A sense of direction in human entorhinal cortex". Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 107 (14): 6487–92. Bibcode:2010PNAS..107.6487J. doi:10.1073/pnas.0911213107. PMC 2851993. PMID 20308554.
  8. ^ Rolls ET, Robertson RG, Georges-François P (August 1997). "Spatial view cells in the primate hippocampus". Eur. J. Neurosci. 9 (8): 1789–94. doi:10.1111/j.1460-9568.1997.tb01538.x. PMID 9283835. S2CID 17993926.
  9. ^ a b c Rolls ET, Xiang JZ (2006). "Spatial view cells in the primate hippocampus and memory recall". Rev Neurosci. 17 (1–2): 175–200. doi:10.1515/REVNEURO.2006.17.1-2.175. PMID 16703951. S2CID 147636287.
  10. ^ 마니쉬 N. 파텔 박사님, 세인트루이스의 레지던트 의사였습니다.빈센트의료원 가정의학과.인터뷰 날짜 2010년 10월 19일
  11. ^ Rolls ET, Treves A, Robertson RG, Georges-François P, Panzeri S (April 1998). "Information about spatial view in an ensemble of primate hippocampal cells". J. Neurophysiol. 79 (4): 1797–813. doi:10.1152/jn.1998.79.4.1797. PMID 9535949.
  12. ^ a b Stringer SM, Rolls ET, Trappenberg TP (January 2005). "Self-organizing continuous attractor network models of hippocampal spatial view cells". Neurobiol Learn Mem. 83 (1): 79–92. CiteSeerX 10.1.1.67.2605. doi:10.1016/j.nlm.2004.08.003. PMID 15607692. S2CID 2513451.
  13. ^ Rolls ET, Stringer SM (November 2005). "Spatial view cells in the hippocampus, and their idiothetic update based on place and head direction". Neural Netw. 18 (9): 1229–41. doi:10.1016/j.neunet.2005.08.006. PMID 16257507.