Reference frames
Dotaz
Zobrazit nápovědu
Prostorová kognice živočichů je v laboratorním výzkumu často využívána jako model lidských kognitivních funkcí. Novým přístupem k této problematice je použití experimentálních prostředí s vícečetnými referenčními rámci. Taková prostředí jsou charakterizována přítomností dvou nebo více podskupin prostorových podnětů či orientačních bodů využitelných pro navigaci, které se vůči sobě pohybují. v behaviorálních experimentech toho typu testovaný subjekt musí 1) získanou prostorovou informaci přiřadit k příslušné podskupině prostorových podnětů (tj. referenčnímu rámci), 2) rozpoznat relevantní referenční rámec pro příslušnou úlohu a 3) použít jej správným způsobem pro navigaci. Schopnost orientace v prostředích s vícečetnými referenčními rámci je tedy kognitivně značně náročná, a jak se ukazuje, je také citlivá na leze relevantních mozkových struktur. V současné době probíhá kohortová studie na lidech trpících mírnou kognitivní poruchou. Další vývoj jejich poruchy bude sledován za účelem ověření předpokladu, že horší výsledky v tomto typu testů mohou indikovat zvýšenou pravděpodobnost rozvinutí Alzheimerovy choroby. Představujeme rovněž dvě zcela nové úlohy pro studium prostorové kognice potkanů: vyhýbaní se pohyblivému objektu a navigace za pohybujícím se cílem v Morrisově vodním bludišti.
Spatial cognition of animals is intensively studied in many laboratories as a model of human cognitive functions. A novel appro ach to this topic are experiments employing so called multiple-reference-frames environments. Such environments are characterized b y the presence of two or more subsets of orientation cues. The subsets are moving relative to each other. The behavioral tasks conduc ted in these environments require 1) to organize spatial information into the subsets, 2) to recognize the relevant subset(s) for the given task and 3) to use the subset(s) for navigation. Thus orientation in the multiple-reference-frames environments is cognitively deman ding and it has been shown that it is highly sensitive to lesions of the relevant brain structures. A cohort study using the multiple-re ference-frame environment is currently conducted in humans with mild cognitive impairment. Further development of their cognitive impairment will be monitored with the aim to verify the hypothesis that poorer results in this test may indicate higher probability of dev eloping the Alzheimer ́s disease. We also present two novel experiments designed for rats: avoidance of moving object and navigation to a mo ving goal in the Morris water tank.
- MeSH
- Alzheimerova nemoc MeSH
- bludiště - učení fyziologie MeSH
- finanční podpora výzkumu jako téma MeSH
- financování organizované MeSH
- hipokampus fyziologie MeSH
- kognice fyziologie MeSH
- krysa rodu rattus fyziologie psychologie MeSH
- lidé MeSH
- orientace fyziologie MeSH
- prostorové chování fyziologie MeSH
- referenční hodnoty MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus fyziologie psychologie MeSH
- lidé MeSH
- zvířata MeSH
The dissociation between egocentric and allocentric reference frames is well established. Spatial coding relative to oneself has been associated with a brain network distinct from spatial coding using a cognitive map independently of the actual position. These differences were, however, revealed by a variety of tasks from both static conditions, using a series of images, and dynamic conditions, using movements through space. We aimed to clarify how these paradigms correspond to each other concerning the neural correlates of the use of egocentric and allocentric reference frames. We review here studies of allocentric and egocentric judgments used in static two- and three-dimensional tasks and compare their results with the findings from spatial navigation studies. We argue that neural correlates of allocentric coding in static conditions but using complex three-dimensional scenes and involving spatial memory of participants resemble those in spatial navigation studies, while allocentric representations in two-dimensional tasks are connected with other perceptual and attentional processes. In contrast, the brain networks associated with the egocentric reference frame in static two-dimensional and three-dimensional tasks and spatial navigation tasks are, with some limitations, more similar. Our review demonstrates the heterogeneity of experimental designs focused on spatial reference frames. At the same time, it indicates similarities in brain activation during reference frame use despite this heterogeneity.
- MeSH
- lidé MeSH
- mapování mozku metody MeSH
- mínění fyziologie MeSH
- neuropsychologické testy MeSH
- pozornost fyziologie MeSH
- prostorová paměť fyziologie MeSH
- světelná stimulace metody MeSH
- vnímání prostoru fyziologie MeSH
- zraková percepce fyziologie MeSH
- Check Tag
- lidé MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
On the Carousel maze, rats are trained to avoid a sector of a circular rotating arena, punishable by a mild electric foot-shock. In the room frame (RF) variant, the punishable sector remains stable relative to the room, while in the arena frame (AF) version, the sector rotates with the arena. The rats therefore need to disregard local olfactory, tactile and self-motion cues in RF condition and distal extra-maze landmarks in the AF task. In both primates and rodents, the coordination of various spatial reference frames is thought to depend on the posterior parietal cortex (PPC). We have previously shown that PPC-lesioned rats can solve both variants of the Carousel avoidance task. Here we aimed to determine the effects of bilateral thermocoagulation lesion of the PPC in Long-Evans rats on the ability to transition between multiple spatial strategies. The rats were first trained in five sessions in one condition and then another five sessions in the other. The following training schemes were used: RF to AF, RF to RF reversal (sector on the opposite side), and AF to RF. We found a PPC lesion-associated impairment in the transition from the AF to RF task, but not vice versa. Furthermore, PPC lesion impaired performance in RF reversal. In accordance to the literature, we also found an impairment in navigation guided by intra-maze visuospatial cues, but not by extra-maze cues in the water maze. Therefore, the PPC lesion-induced impairment is neither specific to distant cues nor to allocentric processing. Our results thus indicate a role of the PPC in the flexibility in spatial behaviors guided by visual orientation cues.
- MeSH
- bludiště - učení fyziologie MeSH
- chování zvířat MeSH
- elektrický šok MeSH
- elektrokoagulace MeSH
- krysa rodu rattus MeSH
- orientace MeSH
- podněty MeSH
- potkani Long-Evans MeSH
- prostorová navigace fyziologie MeSH
- temenní lalok zranění patologie fyziologie MeSH
- učení vyhýbat se fyziologie MeSH
- zvířata MeSH
- Check Tag
- krysa rodu rattus MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- zvířata MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
The goal of this study was an administration of the navigation task in a three-dimensional virtual environment to localize the electroencephalogram (EEG) features responsible for egocentric and allocentric reference frame processing in a horizontal and also in a vertical plane. We recorded the EEG signal of a traverse through a virtual tunnel to search for the best signal features that discriminate between specific strategies in particular plane. We identified intrahemispheric coherences in occipital-parietal and temporal-parietal areas as the most discriminative features. They have 10% lower error rate compared to single electrode features adopted in previous studies. The behavioral analysis revealed that 11% of participants switched from egocentric to allocentric strategy in a vertical plane, while 24% of participants consistently adopted egocentric strategy in both planes.
- MeSH
- Bayesova věta MeSH
- beta rytmus EEG MeSH
- dospělí MeSH
- elektrody MeSH
- elektroencefalografie MeSH
- funkční lateralita fyziologie MeSH
- lidé MeSH
- mladý dospělý MeSH
- počítačová grafika MeSH
- počítačové zpracování signálu MeSH
- pohlavní dimorfismus MeSH
- psychomotorický výkon fyziologie MeSH
- reprodukovatelnost výsledků MeSH
- spánkový lalok fyziologie MeSH
- temenní lalok fyziologie MeSH
- theta rytmus EEG MeSH
- týlní lalok fyziologie MeSH
- uživatelské rozhraní počítače MeSH
- vlnková analýza MeSH
- vnímání prostoru fyziologie MeSH
- Check Tag
- dospělí MeSH
- lidé MeSH
- mladý dospělý MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- práce podpořená grantem MeSH
ABSTRACT: Background: In our modern world, the way of life in nutritional and activity behaviour has changed. As a consequence, parallel trends of an epidemic of overweight and a decline in external skeletal robusticity are observed in children and adolescents. Aim: We aim to develop reference centiles for external skeletal robusticity of European girls and boys aged 0 to 18 years using the Frame Index as an indicator and identify population specific age-related patterns. Methods: We analysed cross-sectional & longitudinal data on body height and elbow breadth of boys and girls from Europe (0-18 years, n = 41.679), India (7-18 years, n = 3.297) and South Africa (3-18 years, n = 4.346). As an indicator of external skeletal robusticity Frame Index after Frisancho (1990) was used. We developed centiles for boys and girls using the LMS-method and its extension. Results: Boys have greater external skeletal robusticity than girls. Whereas in girls Frame Index decreases continuously during growth, an increase of Frame Index from 12 to 16 years in European boys can be observed. Indian and South African boys are almost similar in Frame Index to European boys. In girls, the pattern is slightly different. Whereas South African girls are similar to European girls, Indian girls show a lesser external skeletal robusticity. Conclusion: Accurate references for external skeletal robusticity are needed to evaluate if skeletal development is adequate per age. They should be used to monitor effects of changes in way of life and physical activity levels in children and adolescents to avoid negative health outcomes like osteoporosis and arthrosis.
- MeSH
- dítě MeSH
- index tělesné hmotnosti MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- novorozenec MeSH
- nutriční stav * MeSH
- předškolní dítě MeSH
- průřezové studie MeSH
- referenční hodnoty MeSH
- tělesná výška * MeSH
- Check Tag
- dítě MeSH
- kojenec MeSH
- lidé MeSH
- mladiství MeSH
- mužské pohlaví MeSH
- novorozenec MeSH
- předškolní dítě MeSH
- ženské pohlaví MeSH
- Publikační typ
- časopisecké články MeSH
- Geografické názvy
- Evropa MeSH