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为什么有的人总“找不着北”?

发表日期:2019-04-15 14:12 | 来源 :原创整理 | 点击数: 次 收听:

  回家的路怎么走?听见这个问题,估计很多人都会发笑:回家的路还能找不到吗?

  但现实生活中,有些人真的“找不着北”,不是忘了自己的车停在什么地方,就是不知左右方向,更甚者找不着回家的路。这些异于常人的表现并非是他们的大脑有认知障碍,而是天生难辨方向。科学家发现,大脑中有两种细胞决定着你是否是个“路盲”。

  1.

  人的方向感由位置细胞引导

  在地球上的动物中,人的方向感没什么优势,只属于二维动物。我们在陆地上寻找方向尚可,到了空中、海洋、沙漠和森林,就需要地面导航、雷达导航和记忆导航的帮助。而在空中和海洋生活的动物,如鸟类、鱼类,都是三维动物。它们可以凭借自己大脑中的导航系统,根据前后左右上下的立体坐标找到方向,或瞄准目标捕食,或返回故乡孕育后代。

  英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫最早发现了动物和人的大脑中的位置细胞,并认定它们是构成大脑定位系统的关键细胞之一。

  1971年,奥基夫在记录小鼠大脑内海马体单个神经细胞信号的过程中注意到,当小鼠位于房间内某一特定位置时,一部分神经细胞会被激活;当小鼠在房间内的其他位置时,另外一些细胞显示激活状态。小鼠在到达一扇门或一堵墙时,有不同的神经细胞被激活。这提示,被激活的细胞就是小鼠感知自身位置的位置细胞,这些位置细胞并非只是简单接收视觉信息,而是在构建小鼠辨识所在房间的大脑地图。

  海马体会根据不同的环境产生大量的地图,这些地图在动物所处不同环境时由大量神经细胞共同作用而形成。因此生物体对环境的记忆,可以用海马体中神经细胞特定激活组合的方式来进行存储。

  由此,奥基夫和美国亚利桑那大学的神经科学家纳达尔共同撰写了一本专著《海马是一个认知地图》,描述了大脑中的海马是如何帮助动物和人定位的,其本质就是,海马是大脑中一种内在的定位系统。

  2.

  “路盲”因大脑细胞未激活?

  仅有位置细胞不足以防止“路盲”,还必须有运动和空间位置(三维)导航才能让人有正确的方向感。其实,人的大脑中同时存在着二维和三维的导航工具,前者是位置细胞,后者是网格细胞。

  挪威科技大学教授爱德华·莫泽和同为该大学教授的妻子梅-布里特·莫泽通过实验发现了网格细胞的作用。当小鼠经过广阔和复杂的地形时,小鼠大脑临近海马体的另一个名叫内嗅皮层部位的神经细胞被激活。这些细胞会对特定的空间模式或环境产生反应,它们在整体上构成网格细胞。这些细胞组成一个坐标系统,就像人们绘制地图以经线和纬线来划分不同方向和位置的坐标一样。

  他们把小鼠装入盒子中让小鼠奔跑,并连接上计算机,以图形来显示它们的前进方向,结果形成了清晰的呈六边形的网格形状,就像一个蜂巢。但盒子里并没有六边形状存在,这一形状是在小鼠的大脑内抽象地形成并叠加于环境中的。这意味着小鼠可以通过网格细胞把空间分割为蜂窝那样的六边形,并且把运动轨迹记录在蜂窝状的网格上。

  网格细胞能够判断自身头部对准的方向以及房间的边界位置,它们与位置细胞相互协调,构成一个完整的神经回路。这个回路系统形成了一个复杂而精细的定位体系,就是大脑中的定位系统。

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