Neil Burgess: How your brain tells you where you are

Translator: Dita Bytyci Reviewer: Helena Bedalli

When we park in a big parking lot,

Kur parkojmë një vend të madh parkimi,

how do we remember where we parked our car?

si na kujtohet se ku kemi parkuar makinën?

Here's the problem facing Homer.

Ja problemi me të cilin përballet Homeri.

And we're going to try to understand

Dhe ne do përpiqemi të kuptojmë

what's happening in his brain.

se çfarë po ndodh në trurin e tij.

So we'll start with the hippocampus, shown in yellow,

Kështu ne do të fillojmë me hipokampusin, që paraqitet me të verdhë,

which is the organ of memory.

i cili është organi i kujtesës.

If you have damage there, like in Alzheimer's,

Nëse keni ndonjë dëmtim aty, si në sëmundjen e Alzheimer,

you can't remember things including where you parked your car.

nuk ju kujtohen gjërat si ku e keni parkuar makinën.

It's named after Latin for "seahorse,"

Emri i tij rrjedh nga latinishtja që do të thotë "kali i detit"

which it resembles.

të cilit i gjason.

And like the rest of the brain, it's made of neurons.

Dhe sikur pjesa tjetër e trurit, përbëhet nga neuronet.

So the human brain

Truri i njerëzve

has about a hundred billion neurons in it.

ka rreth 100 miliardë neurone në të.

And the neurons communicate with each other

Dhe neuronet komunikojnë me njëri-tjetrin

by sending little pulses or spikes of electricity

duke dërguar goditje të vogla elektrike

via connections to each other.

përmes lidhjes tek njëri-tjetri.

The hippocampus is formed of two sheets of cells,

Hipokampusi formohet nga dy shtresa të qelizave,

which are very densely interconnected.

të cilat janë shumë të ndërlidhura dendur.

And scientists have begun to understand

Shkencëtarët kanë filluar ta kuptojnë

how spatial memory works

se si funksionon kujtesa hapësinore

by recording from individual neurons

duke regjistuar nga neuronet individuale

in rats or mice

në minj

while they forage or explore an environment

derisa ata hulumtojnë një mjedis

looking for food.

duke kërkuar për ushqim.

So we're going to imagine we're recording from a single neuron

Kështu do imagjinojmë se po regjistrojmë nga secili neuron

in the hippocampus of this rat here.

në hipokampusi i këtij miu.

And when it fires a little spike of electricity,

Dhe kur jep një goditje elektrike,

there's going to be a red dot and a click.

do të shfaqet një pikë e kuqe dhe një klikim.

So what we see

Kështu çfarë shohim

is that this neuron knows

është që ky neuron e di

whenever the rat has gone into one particular place in its environment.

kur ka shkuar miu në një vend të veçantë në ambientin e tij.

And it signals to the rest of the brain

Dhe i jep sinjal gjithë pjesës tjetër të trurit

by sending a little electrical spike.

duke dërguar një goditje të vogël elektrike.

So we could show the firing rate of that neuron

Kështu ne do mund tregonim shkallën e goditjes së atij neuroni

as a function of the animal's location.

si funksion të lokacionit të kafshës.

And if we record from lots of different neurons,

Dhe nëse regjistrojmë nga shumë lloje të neuroneve,

we'll see that different neurons fire

do të shohim se neurone të ndryshme gjuajnë

when the animal goes in different parts of its environment,

kur kafsha shkon në pjesë të ndryshme të ambientit të tij,

like in this square box shown here.

sikur në këtë kutinë katrore që shihet këtu.

So together they form a map

Së bashku ato formojnë një hartë

for the rest of the brain,

për pjesën tjetër të trurit,

telling the brain continually,

duke i treguar trurit vazhdimisht,

"Where am I now within my environment?"

"Ku gjendem momentalisht përbrenda mjedisit tim?"

Place cells are also being recorded in humans.

Këto qeliza po hulumtohen edhe tek njerëzit.

So epilepsy patients sometimes need

Pacientët me epilepsi ndonjëherë kanë nevojë

the electrical activity in their brain monitoring.

për monitorim të aktivitetit elektrik në trurin e tyre.

And some of these patients played a video game

Disa nga këta pacientë kanë luajtur një video lojë

where they drive around a small town.

ku ata vozisin përreth një qyteti të vogël.

And place cells in their hippocampi would fire, become active,

Qelizat në hipokampus bëheshin aktive dhe

start sending electrical impulses

fillonin të jepnin sinjale elektrike

whenever they drove through a particular location in that town.

sa herë që ata vozisnin në një vend të veçantë në atë qytet.

So how does a place cell know

Atëhere si e di një qelizë

where the rat or person is within its environment?

ku është miu apo personi përbrenda mjedisit të tij?

Well these two cells here

Këto dy qeliza këtu

show us that the boundaries of the environment

na tregojnë se kufijtë e mjedisit

are particularly important.

janë shumë të rëndësishëm.

So the one on the top

Ajo në maje

likes to fire sort of midway between the walls

gjuan diku në mes të mureve të kutisë

of the box that their rat's in.

ku gjendet miu.

And when you expand the box, the firing location expands.

Nëse kutia është më e madhe, atëherë rritet edhe lokacioni i gjuajtjeve.

The one below likes to fire

Ajo poshtë gjuan

whenever there's a wall close by to the south.

sa herë që ka mur afër në jug.

And if you put another wall inside the box,

Dhe nëse vendos një mur tjetër brenda kutisë,

then the cell fires in both place

atëherë qeliza gjuan në të dy vendet

wherever there's a wall to the south

kudo që gjendjet muri në jug

as the animal explores around in its box.

derisa kafsha eksploron përreth kutisë.

So this predicts

Kështu kjo parashikon

that sensing the distances and directions of boundaries around you --

të kuptuarit e distancës dhe orientimit të kufijve rreth teje --

extended buildings and so on --

hapësirave të zgjeruara etj. --

is particularly important for the hippocampus.

është shumë e rëndësishme për hipokampus.

And indeed, on the inputs to the hippocampus,

Dhe me të vërtetë, sa i përket sinjaleve në hipokampus,

cells are found which project into the hippocampus,

ka qeliza që projektojnë në hipokampus,

which do respond exactly

të cilat i përgjigjen saktësisht

to detecting boundaries or edges

përcaktimit të kufijve në

at particular distances and directions

distanca dhe drejtime të veçanta

from the rat or mouse

nga miu

as it's exploring around.

përderisa kërkon përreth.

So the cell on the left, you can see,

Kështu qeliza në të majte, mund ta shihni,

it fires whenever the animal gets near

gjuan sa herë që kafsha i afrohet

to a wall or a boundary to the east,

murit apo kufirit në lindje,

whether it's the edge or the wall of a square box

nëse është kufiri apo muri i një kutie katrore

or the circular wall of the circular box

apo muri rrethor i një kutie të rrumbullakët

or even the drop at the edge of a table, which the animals are running around.

apo edhe hedhja pranjë një tavoline rreth së cilës lëvizin kafshët.

And the cell on the right there

Dhe ajo qeliza në të djathtë

fires whenever there's a boundary to the south,

gjuan sa herë që ka ndonjë kufi në jug,

whether it's the drop at the edge of the table or a wall

nëse është hedhja në majë të një tavoline apo një mur

or even the gap between two tables that are pulled apart.

ose edhe hapësira mes dy tavolinave që janë larguar nga njëra-tjetra.

So that's one way in which we think

Kjo është një mënyrë në të cilën ne mendojmë

place cells determine where the animal is as it's exploring around.

se ato qeliza përcaktojnë se ku është duke eksploruar kafsha.

We can also test where we think objects are,

Po ashtu mund të testojmë atë se ku mendojmë se jane objektet,

like this goal flag, in simple environments --

sikur ky flamur, në mjedise të rëndomta --

or indeed, where your car would be.

ose, ku do të ishte makina juaj.

So we can have people explore an environment

Ne mund të kemi njerëz që eksplorojnë një mjedis

and see the location they have to remember.

dhe të shohin lokacionin të cilin duhet ta kujtojnë.

And then, if we put them back in the environment,

Dhe pastaj, nëse i kthejmë përsëri në atë mjedis,

generally they're quite good at putting a marker down

ata kryesisht e dijnë mjaft mirë se ku mendojnë

where they thought that flag or their car was.

që e kanë parë flamurin apo ku e kanë makinën.

But on some trials,

Por gjatë disa eksperimenteve,

we could change the shape and size of the environment

ne ndryshonim formën dhe madhësinë e mjedisit

like we did with the place cell.

siç bëmë me qelizën e hipokampusit.

In that case, we can see

Në atë rast, ne mund të shohim

how where they think the flag had been changes

si vendi ku ata mendojnë se e kanë parë flamurin ndryshon

as a function of how you change the shape and size of the environment.

si funksion i asaj se si ndryshon forma dhe madhësia e mjedisit.

And what you see, for example,

Dhe çfarë del, për shembull,

if the flag was where that cross was in a small square environment,

nëse flamuri ishte tek ai kryqëzim në një mjedis të vogël katror,

and then if you ask people where it was,

dhe pastaj pyet njerësit se ku ishte,

but you've made the environment bigger,

por e ke bërë mjedisin më të madh,

where they think the flag had been

ku mendojnë ata se ka qenë flamuri

stretches out in exactly the same way

zgjerohet saktësisht në të njejtën mënyrë

that the place cell firing stretched out.

si zgjerohet edhe goditja e qelizave.

It's as if you remember where the flag was

Është sikur kujton se ku ka qenë flamuri

by storing the pattern of firing across all of your place cells

duke ruajtur strukturën e gjuajtes në të gjitha qelizat

at that location,

në atë lokacion,

and then you can get back to that location

dhe pastaj mund të kthehesh në atë lokacion

by moving around

duke lëvizur përreth

so that you best match the current pattern of firing of your place cells

në mënyrë që më së miri të përshtatësh strukturën e gjuajtes së qelizave

with that stored pattern.

me strukturën e ruajtur.

That guides you back to the location that you want to remember.

Kjo të kthen prapë në lokacionin që dëshiron ta kujtosh.

But we also know where we are through movement.

Por po ashtu e dimë se ku jemi në bazë të lëvizjes.

So if we take some outbound path --

Kështu nëse marrim një rrugë gabim --

perhaps we park and we wander off --

ndoshta parkohemi dhe devijojmë --

we know because our own movements,

e dimë sepse lëvizjet tona,

which we can integrate over this path

të cilat mund t'i integrojmë mbi këtë rrugë

roughly what the heading direction is to go back.

na drejtojnë që të kthehemi.

And place cells also get this kind of path integration input

Dhe qelizat e hipokampusit po ashtu pranojnë këtë sinjal të integrimit të rrugës

from a kind of cell called a grid cell.

nga një lloj qelize që quhet qelizë rrjetore (me gjuatje të shumëfishta).

Now grid cells are found, again,

Tani qelizat rrjetore shfaqen përsëri

on the inputs to the hippocampus,

në sinjalet që bëhen në hipokampus,

and they're a bit like place cells.

dhe janë disi të ngjajshme me qelizat e hipokampusit.

But now as the rat explores around,

Por tani përderisa miu eksporon përreth,

each individual cell fires

çdo qelizë individuale gjuan

in a whole array of different locations

në një fushë të tërë me lokacione të ndryshme

which are laid out across the environment

të cilat shtrihen përgjatë mjedisit

in an amazingly regular triangular grid.

në një rrjetë trekëndëshi jashtëzakonisht të rregullt.

And if you record from several grid cells --

Dhe nëse registron të dhënat nga disa qeliza rrjetore --

shown here in different colors --

siç mund ta shihni në ngjyra të ndryshime --

each one has a grid-like firing pattern across the environment,

secila ka një strukturë gjuajtëse rrjetore përgjatë mjedisit,

and each cell's grid-like firing pattern is shifted slightly

dhe çdo strukturë gjuajtëse e qelizave rrjetore lëviz

relative to the other cells.

varësisht nga qelizat tjera.

So the red one fires on this grid

Kështu e kuqja gjuan në këtë rrjetë

and the green one on this one and the blue on on this one.

dhe e gjelbërta në këtë, kurse e kaltërta në këtë.

So together, it's as if the rat

Kështu së bashku, është sikur miu

can put a virtual grid of firing locations

mund të vendosi një rrjetë virtuale të lokacioneve

across its environment --

të gjuajteve nëpër mjedisin e tij --

a bit like the latitude and longitude lines that you'd find on a map,

disi sikur vijat gjatësisë dhe gjerësise të cilat i shohim në hartë,

but using triangles.

por duke përdorë trekëndësha.

And as it moves around,

Dhe duke lëvizur përreth,

the electrical activity can pass

aktiviteti elektrik mund të kalojë

from one of these cells to the next cell

nga njëra prej këtyre qelizave në qelizën tjetër

to keep track of where it is,

për të kujtuar se ku është,

so that it can use its own movements

në mënyrë që të mund të përdori lëvizjet e veta

to know where it is in its environment.

që të dijë se ku ndodhet në mjedisin e tij.

Do people have grid cells?

A kanë njerëzit qeliza rrjetore?

Well because all of the grid-like firing patterns

Për shkak se të gjtiha strukturat rrjetore gjuajtëse

have the same axes of symmetry,

kanë akse të njejta simetrie,

the same orientations of grid, shown in orange here,

të njejtat orientime në rrjetë, që janë në ngjyrë portokalli këtu,

it means that the net activity

do të thotë që aktiviteti i rrjetës

of all of the grid cells in a particular part of the brain

të të gjitha qelizave rrjetore në një pjesë të veçantë të trurit

should change

duhet të ndryshojë

according to whether we're running along these six directions

varësisht nga ajo se a po vrapojmë nëpër këto gjashtë drejtime

or running along one of the six directions in between.

apo në njërën nga gashtë drejtimet.

So we can put people in an MRI scanner

Mund t'i vendosim njerëzit në Skaner me Rezonancë Magnetike

and have them do a little video game

dhe t'i bëjmë të luajnë një video lojë

like the one I showed you

sikur atë që ua tregova

and look for this signal.

dhe të presim për këtë sinjal.

And indeed, you do see it in the human entorhinal cortex,

Dhe në të vërtetë, mund ta shohësh në lëvoren entrohinale të njeriut,

which is the same part of the brain that you see grid cells in rats.

që është pjesa e njejtë e trurit ku janë qelizat rrjetore në minjtë.

So back to Homer.

Të kthehemi te Homeri.

He's probably remembering where his car was

Atij me siguri po i kujtohet se ku e kishte lënë makinën

in terms of the distances and directions

në aspektin e distancave dhe drejtimeve

to extended buildings and boundaries

e gjer tek kufijtë më të gjerë

around the location where he parked.

rreth lokacionit ku ishte parkuar.

And that would be represented

Dhe kjo do të shfaqej me

by the firing of boundary-detecting cells.

qelizat gjuajtëse të cilat dallojnë kufijtë.

He's also remembering the path he took out of the car park,

Ai po ashtu po kujton rrugën që ka marrë kur po dilte nga parkingu

which would be represented in the firing of grid cells.

që do të shfaqej në gjuajtjet e qelizave rrjetore.

Now both of these kinds of cells

Tani ta dyja këto lloje të qelizave

can make the place cells fire.

mund të bëjnë qelizat e hipokampusit të gjuajnë.

And he can return to the location where he parked

Dhe ai mund të kthehet në lokacionin ku ka parkuar

by moving so as to find where it is

duke lëvizur që ta gjejë se ku është

that best matches the firing pattern

duke përputhur strukturën e gjuajtjeve

of the place cells in his brain currently

momentale të qelizave të hipokampusit

with the stored pattern where he parked his car.

me strukturën e ruajtur se ku kishte parkuar makinën.

And that guides him back to that location

Dhe kjo e kthen atë tek ai lokacion

irrespective of visual cues

pavarësisht nga sinjalet vizuale

like whether his car's actually there.

se a është makina në fakt atje.

Maybe it's been towed.

Ndoshta është rimorkuar.

But he knows where it was, so he knows to go and get it.

Por ai e di se ku ka qenë, kështu që di që të shkojë ta marri.

So beyond spatial memory,

Kështu përtej kujtesës hapësinore,

if we look for this grid-like firing pattern

nëse e shohim këtë strukturë të gjuajtjeve në mënyrë rrjetore

throughout the whole brain,

në gjithë trurin,

we see it in a whole series of locations

atëhere do ta shohim në lokacione të shumta

which are always active

ku jemi shumë aktiv

when we do all kinds of autobiographical memory tasks,

kur bëjmë gjithë ato detyra autobiografike të kujtesës,

like remembering the last time you went to a wedding, for example.

si p.sh. kur kujtojmë herën e fundit kur kemi qenë në dasëm.

So it may be that the neural mechanisms

Kështu ndoshta mekanizmat nervorë

for representing the space around us

për të pasqyruar hapësirën rreth nesh

are also used for generating visual imagery

po ashtu përdoren për të gjeneruar imazhe vizuale

so that we can recreate the spatial scene, at least,

në mënyrë që të rikrijojmë skenën hapësinore, të paktën,

of the events that have happened to us when we want to imagine them.

të ngjarjeve që na kanë ndodhur kur dëshirojmë t'i imagjinojmë.

So if this was happening,

Kështu nëse kjo do ndodhte,

your memories could start by place cells activating each other

kujtimet tuaja do ngjalleshin nga qelizat e hipokampusit duke aktivizuar njëra-tjetrën

via these dense interconnections

përmes ndërlidhjes së tyrë të dendur

and then reactivating boundary cells

dhe pastaj duke riaktivizuar qelizat e kufijve

to create the spatial structure

për të krijuar strukturën hapësinore

of the scene around your viewpoint.

të skenës përreth pikës tënde të vrojtimit.

And grid cells could move this viewpoint through that space.

Dhe qelizat rrjetore do mund ta lëviznin këtë pikë vrojtimi nëpër hapësirë.

Another kind of cell, head direction cells,

Një lloj tjetër i qelizave, qelizat kokë-drejtuese,

which I didn't mention yet,

të cilat ende nuk i kam përmendur,

they fire like a compass according to which way you're facing.

ato gjuajnë në formë kompasi varësisht nga cila anë je duke shikuar.

They could define the viewing direction

Ato mund të definojnë drejtimin nga i cili shikon

from which you want to generate an image for your visual imagery,

nga i cili mund të gjenerosh një imazh për imazhet tua vizuale,

so you can imagine what happened when you were at this wedding, for example.

kështu p.sh. ti mund ta imagjinosh se çfarë ka ndodhur kur ke qenë në dasëm.

So this is just one example

Ky është vetëm një shembull

of a new era really

i një epoke të re

in cognitive neuroscience

në shkencën e sistemit nervor kognitiv

where we're beginning to understand

ku po fillojmë të kuptojmë

psychological processes

proceset psikologjike

like how you remember or imagine or even think

si kujtojmë apo imagjinojmë apo edhe mendojmë

in terms of the actions

në aspektin e veprimeve

of the billions of individual neurons that make up our brains.

të miliarda neuroneve individuale që përbëjnë trurin tonë.

Thank you very much.

Shumë faleminderit.

(Applause)

(Duartrokitje)