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Science:大脑的GPS系统是如何工作的?

   2018-01-17 1300
核心提示:作者 | 周亦川来源 | 搜狐健康手机GPS系统的出现拯救了大批路痴,但有些严重的路痴连手机地图都看不懂;另外还有些人,走过一遍

作者 | 周亦川

来源 | 搜狐健康

手机GPS系统的出现拯救了大批“路痴”,但有些严重的路痴连手机地图都看不懂;另外还有些人,走过一遍的路线就能记住,这些人脑内是不是也有一个GPS呢?

这或许是真的,在1月11日《科学》杂志发表的一项新的研究中,来自日本立根脑科学研究所发现在大鼠的脑内确实存在一套定位系统,在蝙蝠的大脑中也发现了位置信息的报告,这一研究让我们对海马体及其作为大脑定位系统的作用理解更加深入。

2014年诺贝尔生理学或医学奖获奖研究已经证明,脑内的海马体中有一张表示空间的“精神地图”,其中的“位置细胞”和“网格细胞”可以记录大脑(即生物个体)在环境中的位置。但是一个人究竟对其他人的运动是如何跟踪的目前知之甚少。

立根脑科学研究所研究组组长藤泽茂树指出,作为一个生存在社会的个体,每个个体需要知道自己相对于其他人或物体的位置,而精确执行定位自我和空间其他人这一功能的脑细胞已经被识别。这些细胞在定位个人位置的脑区同时也对其他大鼠的动作形成反应;受大鼠的目标和动作影响,这些信息有时还会由同一神经元进行处理。

在这项研究中,研究人员为一只大鼠装上海马神经元检测设备,观察另一只大鼠做简单的T型迷宫实验。这只大鼠会记录对方在做什么,并根据自我的位置和随后的动作改变了它们的反应。

在海马体内位置细胞会在个体到达特定位置发光,而有一些细胞明显更关注另一只大鼠的位置,有四分之三的细胞会根据其他个体的位置更新,而不仅仅是关注自身的位置。藤泽说,另一只老鼠的轨迹,即过去、现在、将来的位置会以100毫秒的周期在海马体内不断更新;无论是自己还是其他个体,在特定的空间位置海马体都会被激发。根据这种神经信息,在特定的细胞进行解码,我们就可以重建这一对大鼠的活动路径。

如下图:

藤泽分析,海马体内存在四种不同的空间模型,一种定位自身位置,一种用于其他个体的位置,一种用于确认自己相对于其他个体所处的空间位置,还有一种是自己与其他人共处的公共位置。这扩展了现有的认知地图理论,即海马体如何处理空间位置和记忆,即脑内的GPS。这种“地图”不仅是为了确认自己的环境,也记录了其他人、动物、物体的位置,对周围的空间环境有更深的理解。

也就是对各个环境“自来熟”的能力。

 
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