Бабушка клетка , которую иногда называют « Дженнифер Энистон нейрон», является гипотетическим нейрон , который представляет собой сложное , но конкретное понятие или объект. [1] Он активируется, когда человек «видит, слышит или иным образом осмысленно различает» [2] конкретную сущность, например, свою бабушку. Этот термин использовался по крайней мере еще в 1966 году среди сотрудников и студентов факультета экспериментальной психологии Кембриджского университета, Англия. [ необходима цитата ] Похожая концепция гностического нейрона была предложена двумя годами позже Ежи Конорски . [3]
Служба поддержки
Селективные клетки лица
Зрительные нейроны в нижней височной коре обезьяны избирательно стреляют по рукам и лицам. [4] [5] [6] [7] Эти клетки избирательны в том смысле, что они не стреляют для других визуальных объектов, важных для обезьян, таких как фрукты и гениталии. Исследования показывают, что некоторые из этих клеток можно обучить проявлять высокую специфичность к произвольным визуальным объектам, и это, по-видимому, соответствует требованиям гностических / бабушечных клеток. [8] [9] Кроме того, существуют доказательства существования клеток в человеческом гиппокампе, которые обладают высокоселективными ответами на гностические категории [10] [11], включая высокоселективные ответы на отдельные человеческие лица. [12]
Однако большинство из описанных селективных по лицу клеток не являются клетками бабушек / гностиков, поскольку они не представляют собой конкретное восприятие, то есть они не являются клетками, обладающими узкой селективностью в их активациях для одного лица и только одного лица, независимо от изменений размера, ориентации. , и цвет. Даже самые избирательные лицевые клетки обычно также разряжаются, хотя и слабее, на множество отдельных лиц. Более того, селективные по лицу клетки часто различаются по своей способности реагировать на разные аспекты лиц. Это говорит о том, что отзывчивость клеток возникает из-за потребности обезьяны различать разные индивидуальные лица, а не среди других категорий стимулов, таких как бананы, с их различительными свойствами, связанными с тем фактом, что разные индивидуальные лица намного больше похожи друг на друга в их целом. организация и мелкие детали, чем другие виды стимулов. [1] Более того, было высказано предположение, что эти клетки на самом деле могут реагировать как специализированные нейроны-детекторы признаков, которые функционируют только в целостном контексте конструкции лица. [13] [14]
Одна идея заключалась в том, что такие ячейки образуют ансамбли для грубого или распределенного кодирования лиц, а не детекторы для определенных лиц. Таким образом, конкретная бабушка может быть представлена специализированным ансамблем бабушкиных или близких к бабушкам клеток. [1]
Индивидуальные специфические распознающие клетки
В 2005 году исследование Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Калифорнийского технологического института обнаружило доказательства того, что различные клетки активируются в ответ на действия определенных людей, таких как Билл Клинтон или Дженнифер Энистон . Нейрон для Холли Берри , например, мог бы реагировать «на концепцию, абстрактную сущность Холли Берри» и срабатывать не только на изображения Холли Берри, но и на настоящее имя «Холли Берри». [15] Однако в этом исследовании нет предположения, что только отслеживаемая ячейка реагировала на эту концепцию, и не предполагалось, что никакая другая актриса не заставит эту ячейку реагировать (хотя несколько других представленных изображений актрис не вызывали ее отвечать). [15] Исследователи полагают, что они нашли доказательства разреженности , а не бабушкиных клеток. [16]
Еще одно доказательство теории о том, что небольшая нейронная сеть обеспечивает распознавание лиц, было получено в результате анализа исследований записи клеток макак. Форматируя лица как точки в многомерном линейном пространстве, ученые обнаружили, что скорость активации каждой ячейки лица пропорциональна проекции входящего стимула лица на единственную ось в этом пространстве, что позволяет ансамблю ячеек лица из примерно 200 ячеек закодировать расположение любого лица в пространстве. [17]
Разреженность против распределенных представлений
Гипотеза бабки клеток, крайняя версия идеи разреженности , [18] , [19] и не без критики. Противоположностью теории «бабушкиных клеток» является теория распределенного представления, которая утверждает, что конкретный стимул кодируется его уникальным паттерном активности в большой группе нейронов, широко распределенных в головном мозге.
Аргументы против разреженности включают:
- Согласно некоторым теориям, для каждого лица потребуются тысячи ячеек, так как любое данное лицо должно распознаваться под разными углами - профиль, вид 3/4, полностью фронтальный, сверху и т. Д.
- Вместо того , становится все более и более конкретным как визуальные средства обработки от сетчатки через различные зрительные центры головного мозга, изображение частично разрезано на основные функции , такие как вертикальные линии, цвет, скорость, и т.д. , распределено в различных модулях , разделенной относительно большим расстояния. То, как все эти разрозненные функции реинтегрируются в единое целое, известно как проблема привязки .
Папские клетки
Уильям Джеймс в 1890 году предложил родственную идею папской ячейки. [20] Папская ячейка определяется как предполагаемая и неправдоподобная ячейка, в которой был весь наш опыт. Это отличается от ячейки, специфичной для концепта, тем, что она является местом переживания чувственных данных. Папская ячейка Джеймса 1890 года была вместо этого ячейкой, «которой остальной мозг представлял» бабушку. В этой камере произошел опыт бабушки.
Рекомендации
- ^ а б в Гросс, CG (2002). » « Генеалогия «бабушкиной клетки» (PDF) . Невролог . 8 (5): 512–518. DOI : 10.1177 / 107385802237175 . PMID 12374433 . Архивировано из оригинального (PDF) 29 августа 2008 года.
- ^ Кларк, Остин (2000). Теория чувствительности . Издательство Оксфордского университета. п. 43. ISBN 978-0-19-823851-5.
- ^ Конорски Дж. 1967. Интегративная деятельность мозга; междисциплинарный подход. (1967)
- ^ Валовая CG. 1998a. Мозг, зрение, память: сказки из истории нейробиологии.
- ^ Perrett, DI; Rolls, ET; Каан, В. (1982). «Зрительные нейроны, реагирующие на лица в височной коре головного мозга обезьяны». Exp Brain Res . 47 (3): 329–42. DOI : 10.1007 / bf00239352 . PMID 7128705 .
- ^ Rolls ET. 1984. Нейроны в коре височной доли и в миндалине обезьяны с избирательными ответами на лица. Hum Neurobiol 3: 209–22.
- ^ Ямане, S; Кадзи, S; Кавано, К. (1988). «Какие черты лица активируют нейроны лица в нижневисочной коре обезьяны?». Exp Brain Res . 73 (1): 209–14. DOI : 10.1007 / bf00279674 . PMID 3208858 .
- ^ Logothetis, NK; Шейнберг, DL (1996). «Распознавание визуальных объектов». Annu Rev Neurosci . 19 : 577–621. DOI : 10.1146 / annurev.ne.19.030196.003045 . hdl : 11858 / 00-001M-0000-0013-EBB0-3 . PMID 8833455 .
- ^ Танака К. 1996. Нижневисочная кора и объектное зрение. Анну Рев Neurosci 19: 109–39.
- ^ Гросс, CG (2000). «Кодирование визуальных категорий в человеческом мозгу». Nat Neurosci . 3 (9): 855–6. DOI : 10,1038 / 78745 . PMID 10966610 .
- ^ Крейман, G; Koch, C; Фрид, я (2000). «Категория конкретных зрительных ответов отдельных нейронов в средней височной доле человека». Nat Neurosci . 3 (9): 946–53. DOI : 10.1038 / 78868 . PMID 10966627 .
- ^ Kreiman G, Fried I, Koch C. 2001. Ответы отдельных нейронов у людей во время бинокулярного соперничества и подавления вспышки . Abstr Soc Neurosci 27
- ^ Джагадиш, Б. (2009). «Узнающая бабушка». Nat Neurosci . 12 (9): 1083–5. DOI : 10.1038 / nn0909-1083 . PMID 19710647 .
- ^ Freiwald, WA; Tsao, DY; Ливингстон, MS (2009). «Пространство черты лица в височной доле макаки» . Nat Neurosci . 12 (9): 1187–96. DOI : 10.1038 / nn.2363 . PMC 2819705 . PMID 19668199 .
- ^ а б Quian Quiroga, R .; и другие. (2005). «Инвариантное визуальное представление одиночными нейронами в человеческом мозге» . Природа . 435 (7045): 1102–1107. Bibcode : 2005Natur.435.1102Q . DOI : 10,1038 / природа03687 . PMID 15973409 .
- ^ Quian Quiroga, R .; и другие. (2008). «Редкое, но не« бабушкин-клеточное »кодирование в медиальной височной доле». Тенденции в когнитивных науках . 12 (3): 87–91. DOI : 10.1016 / j.tics.2007.12.003 . PMID 18262826 .
- ^ Чанг, Цао (2017). «Код идентификации лица в мозгу приматов» . Cell . 169 (6): 1013–1028. DOI : 10.1016 / j.cell.2017.05.011 . PMID 28575666 .
- ^ Рагг, Майкл (1997). Когнитивная неврология . MIT Press . стр. 49 -58. ISBN 978-0-262-68094-3.
- ^ Коннор, Чарльз (23 июня 2005 г.). «Друзья и бабушки» . Природа . 435 (7045): 1036–1037. DOI : 10.1038 / 4351036a . PMID 15973389 .
- ^ Джеймс У. (1890). Принципы психологии. Нью-Йорк: Дувр