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老鼠大脑细胞研究有利于打造更智能自动驾驶汽车

2019年08月24日 11:27 次阅读

据外媒报道,某一天,当自动驾驶汽车在道路上安全运行,而机器人能够执行复杂的、对人类来说风险太大而无法执行的救援行动时,我们可能需要感谢老鼠,以及波士顿大学神经科学家团队。

老鼠大脑细胞研究有利于打造更智能自动驾驶汽车

(图片来源:波士顿大学官网)

波士顿大学研究员Jake Hinman、William Chapman,以及波士顿大学系统神经学主任兼心理学和脑科学艺术与科学学院教授Michael Hasselmo确认,特殊的大脑细胞确实能够为老鼠提供有关周围环境的地图,研究人员们认为,人类大脑中也有此类神经元,但是需要进一步的研究来确定这一点。

该研究的部分资金由国防部(Department of Defense)的多学科项目的拨款,提供了有价值的、有关大脑导航系统的工作原理,此类知识可用于打造更智能的自动驾驶汽车,让其能够在满是障碍物和生命体的道路上安全行驶。

几十年来,科学家们一直认为,人脑中的海马体负责存储有关周围环境的地图,功能类似于大脑的文件柜,存储着类似于在谷歌地图(Google Maps)上寻找地点时弹出来的地图图像。但是,有些研究人员提出,为了有效利用此类地图为人类导航,大脑必须首先将此类图像转换成谷歌的“街景地图”,心理上将自己置于第一人称视角。换句话说,研究人员必须研发出一个概念,说明相对于人类自己来说,地图的边界和地标具体位于大脑的哪个位置。

现在,波士顿大学研究小组的发现提供了首个生物学证据,证明街景地图功能确实存在,至少在老鼠身上是存在的,特别是在大脑深处帮助控制行为的纹状体(striatum)区域确实存在该功能。

研究人员将老鼠带到一个房间,里面放了一些被压碎的果脆圈。当老鼠开始寻找果脆圈时,研究人员利用电极片发现,老鼠大脑纹状体内的特殊脑细胞(称为自我中心边界细胞)会变得非常活跃,会以不同的方式触发,引导老鼠在该环境中找到食物。

研究人员表示,纹状体内的边界细胞就是老鼠的“街景地图”,以精确的方式发出信号,使老鼠在寻找食物的过程中能够自行定位。

研究人员表示,进行该研究的最终目的是要让自动驾驶汽车和机器人能够在复杂环境中有效导航。虽然机器人和自动驾驶汽车在空荡荡的地方运行很安全,但是如果需要在不平坦或是复杂的环境中运行,甚至人类无法亲自处理的危险情况中运行时,可能就会被无法预测的障碍物阻挡。

研究人员表示,大脑的自然导航系统能够让自动导航机器人更好应对危险情况,也可让自动驾驶汽车在复杂道路和地形上安全运行。

虽然该研究对自动驾驶汽车有益,但是仍有许多不确定因素有待探索。目前,研究人员只研究了此类边界细胞对边界的反应,未来,研究人员希望能够研究此类细胞如何对更动态的边界和地标(如移动的物体和人)做出反应。此外,研究人员还在研究此类细胞在黑暗环境中如何反应,或者是否会反应,因为在黑暗环境中,人或动物可依赖的视觉信息较少。

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