Volitional activation of remote place representations with a hippocampal brain–machine interface

Volitional activation of remote place representations with a hippocampal brain–machine interface | Science (2023)

CHONGXI LAI , SHINSUKE TANAKA, TIMOTHY D. HARRIS, AND ALBERT K. LEE

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我々は過去のエピソードや未来の姿をイメージする事が出来る

この想像する機能に関与する部位として有名なのは海馬(hippocampus)

場所細胞(place cell)は自分が特定の領域に位置するときに活動する

一方で、計画(planning)等のときは別の場所にいても活動することがある

この活動は能動的なのか受動的なのか

つまり、ラット(rat)は脳内の認知地図(Cognitive map)に意図的にアクセスすることは出来るのか？

目標となる神経活動パターンをラットが"意図的"に起こした際に報酬を与える

VR空間での移動は物理的な身体の位置によらず、神経活動によってのみ制御(自分orオブジェクトの移動)が可能

step1:海馬の神経活動を記録しながらVR空間を探索させ、ゴールにたどり着いたら報酬を与える

特定の場所と海馬の神経活動パターンのデータを収集

Part2: デコーダーをトレーニングして、海馬の神経活動からラットの位置を推測できるようにする

https://www.youtube.com/watch?v=KFJ9b0RgxK8

Part3-A: 特定の場所を表す神経活動が現れたらその場所にラットが移動する(ように環境が動く)

移動したい場所を”思い浮かべ”てゴールの場所に自分が移動できたら報酬が貰える

Naa_tsure.icon1人称視点でのイメージのようなものが出来るのか？の検証

https://www.youtube.com/watch?v=3VvF3bu2fLM

Part3-B: 今度は”思い浮かべた”場所にラットではなくオブジェクトが移動する

ゴールの場所にオブジェクトを移動できたら報酬が貰える

Naa_tsure.icon3人称視点でのイメージのようなものが出来るのか？の検証

https://www.youtube.com/watch?v=80Ar3wEdRi4

Naa_tsure.icon1人称のイメージと3人称のイメージを両方で検証しているのが面白い

3人称のケースは自然界で起こりえないけど、少ないトレーニングで出来てしまうというのは、

普段から意図してメンタルイメージを使ってる可能性は高いように思える

世界モデルの表現との関連も気になる

Naa_tsure.icon1人称と3人称の切り替えみたいのはどうなっているのだろうか

我々は例えばリアル空間を1人称視点で探索しながら、スマホゲームで3人称視点の操作が出来る

Naa_tsure.iconここでエピソード記憶(episodic memory)まで考えるのはちょっと飛躍してる気がする