КОГНИТИВНАЯ НЕЙРОДИНАМИКА ДВУХ СТРАТЕГИЙ НАВИГАЦИОННОГО ПОВЕДЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ

В статье рассматриваются концептуальная модель и результаты вычислительных модельных исследований интегрирования траектории пространственного движения в свободно-масштабируемых сетях нелинейных осцилляторов с четным циклическим торможением. Для оценки фазовых смещений под действием внешних входов такие сети содержат две подсистемы – референтную и информационную. Популяция референтных (некодирующих) осцилляторных единиц, несмотря на то, что не принимает прямого участия в фазовом кодировании паттернов входных сигналов, играет важную роль в формировании и стабилизации многочисленных временных масштабов, в которых происходит это кодирование. Важнейшей характеристикой ансамблевого кодирования окружающего пространства является полифункциональность, то есть одни и те же ансамбли могут кодировать (когерентно представлять) различные события пространственного окружения. Получены экспериментальные доказательства возможности использования в навигационном поведении высокоточного частотно-фазового механизма в рамках ансамблевой гипотезы кодирования окружения.

Литература

1. Igloi K., Zaoui M., Berthoz A., Rondi-Reig L. Sequential egocentric strategy is acquired as early as allocentric strategy: Parallel acquisition of these two navigation strategies // Hippocampus. 2009. Vol. 19. P. 1199.

2. Skaggs W.E., McNaughton B.L., Wilson M.A., Barnes C.A. Teta phase precession in hippocampal neuronal populations and the compression of temporal sequences // Hippocampus. 1996. Vol. 6. P. 149.

3. Ainge J.A., Tamosiunaite M., Woergoetter F., Dudchenko P.A. Hippocampal CA1 place cells encode intended destination on a maze with multiple choice points // J. Neurosci. 2007. Vol. 27. P. 9769.

4. Diba K., Buzsaki G. Forward and reverse hippocampal place-cell sequences during ripples // Nat. Neurosci. 2007. Vol. 10. P. 1241.

5. Igloi K., Doeller C.F., Berthoz A., Rondi-Reig L., Burgess N. Lateralized human hippocampal activity predicts navigation based on sequence or place memory //PNAS USA. 2010. Vol. 107. P. 14466.

6. Dabaghian Yu., Cohn A.G., Frank L. Topological coding in hippocampus. 2007. http://lanl.arxiv.org/abs/q-bio.OT/0702052.

7. Wills T.J., Cacucci F., Burgess N., O’Keefe J. Development of the hippocampal cognitive map in preweanling rats // Science. 2010. Vol. 328. P. 1573.

8. Langston R.F., AingeJ.A.,Couey J.J., Canto C.B., Bjerknes T.L., Witter M.P., Moser E.I., Moser M.-B. Development of the spatial representation system in the rat // Science. 2010. Vol. 328. P. 1576.

9. Bragin A., Jando G., Nadasdy Z., Hetke J., Wise K., Buzsirki G. Gamma (40–100 Hz) oscillation in the hippocampus of the behaving rat // J. Neurosci. 1995. Vol. 15. P. 47.

10. Senior T.J., Huxter J.R., Allen K., O’Neill J., Csicsvari J. Gamma oscillatory firing reveals distinct populations of pyramidal cells in the CA1 region of the hippocampus // J. Neurosci. 2008. Vol. 28. P. 2274.

11. Цукерман В.Д. Нелинейная динамика сенсорного восприятия, или Что и как кодирует мозг. Ростов н/Д.: Изд-во РГУ, 2005. 195 с.

12. Цукерман В.Д. Математическая модель фазового кодирования в мозге // Математическая биология и биоинформатика. 2006. Т. 1. С. 97.

13. Цукерман В.Д., Каримова О.В., Кулаков С.В., Сазыкин А.А. Современные нейробиологические данные и новое в нейродинамике навигационного поведения // Нейрокомпьютеры: Разработка и применение // Радиотехника. 2010. No 2. С. 17.

14. Цукерман В.Д. Нейродинамические основы навигационного поведения // Нелинейные волны-2010 / Отв.ред. А.В.Гапонов-Грехов, В.И. Некоркин. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2011. С. 396.

15. Hasselmo M.E. Arc length coding by interference of theta frequency oscillations may underlie context-dependent hippocampal unit data and episodic memory function // Learning and Memory, 2007. Vol. 14. P. 782.

16. Hafting T., Fyhn M., Molden S., Moser M.B., Moser E.I. Microstructure of a spatial map in the entorhinal cortex // Nature. 2005. Vol. 436. P. 801.

17. Doeller C., Barry C., Burgess N. Evidence for grid cells in a human memory network // Nature. 2010. Vol. 463. P. 657.

18. Griffin A.S., Etienne A.S. Updating the path integrator through a visual fix // Psychobiology. 1998. Vol. 26. P. 240.

19. Mittelstaedt H., Mittelstaedt M.L., Homing by path integration / F., Wallraff HG (eds.), Avian Navigation, Springer, Berlin Heidelberg, 1982.

20. McNaughton B.L., Chen L.L., Markus E.J. Dead reckoning, landmark learning, and the sense of direction: A neurophysiological and computational hypothesis // J. Cog. Neuroscience. 1991. Vol. 3. P. 190.

21. Redish A.D., Touretzky D.S. The role of the hippocampus in solving the Morris water Maze // Neural Computation. 1998. Vol. 10. P. 73.

22. Jeffery K.J., O’Keefe J.M. Learned interaction of visual and idiothetic cues in the control of place field orientation // Exp. Brain Research. 1999. Vol. 127. P. 151.

23. Berthoz A., Viaud-Delmon I. Multisensory integration in spatial orientation // Curr. Opin. Neurobiology. 1999. Vol. 9. P. 708.

 

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: