脳はどうやって自分の位置を知るのでしょうか？1971年にジョン・オキーフはラットの海馬に、動物が特定の場所にいる時だけ発火するニューロンを発見しました — 「場所細胞」、今ここにいるという信号。数十年後の2005年、マイブリットとエドヴァルド・モーサーは一段階上流の嗅内皮質でさらに奇妙なものを発見しました：「グリッドセル」は1か所ではなく、環境全体を敷き詰める完璧な六角格子に並んだ多くの場所で発火します — 内蔵された座標グリッドです。3人は空間の脳地図を発見した功績で2014年のノーベル生理学・医学賞を共同受賞しました。
この展示では空間地図が自己構築するのを観察できます。仮想マウスが壁に囲まれたアリーナを採食します — キーボードで操作するか自由に動き回らせて — そして地面を覆うにつれて各空間ニューロンがその発火をリアルタイムで床に描きます。発火は本物のモデルです：場所細胞はガウス場なので、1つのブロブを点灯させます；グリッドセルは60度ずれた3つのコサイン波の整流和で、数学的に三角格子を強制するため、そのブロブが床面全体で六角形に繰り返します。異なるグリッドセルを選択すると異なるスケール、方向、位相が見えます — 階層の上部近くで大きいもの、下で細かいもの。
ポイントは、脳にとって空間は絵ではなく計算である — 地球上の点を経度と緯度が特定するのと同様に、一緒に場所を数センチの精度で特定する発火パターンのセット。暗闇の中で帰り道を見つけさせる認知地図であり、アルツハイマー病で早期に劣化します。同じアイデア — 集団の細胞の活動パターンとして世界を表現する — は7,400個のニューロンを持つバチから自分自身の内なるGPSまで、このウィングのすべての展示を貫くスレッドです。
仕様
- 場所細胞
- 海馬 — 単一の場所で発火（オキーフ、1971年）
- グリッドセル
- 嗅内皮質 — 空間を敷き詰める六角格子（モーサー、2005年）
- モデル
- ガウス場所場；グリッド = 60度ずれた3つのグレーティングの整流和
- インタラクティブ
- アリーナを採食し、各細胞の本物の発火地図が現れるのを観察
神経科学の他の展示
