“路癡”背后的科學(xué)

丁佑

每年四月，北極燕鷗從南極洲附近的越冬地點(diǎn)出發(fā)，飛越7萬(wàn)～9萬(wàn)千米，遷徙到北圾附近的繁殖區(qū)。這樣的長(zhǎng)途遷徙不僅需要出色的體力，還需要超強(qiáng)的方向感。盡管人類有極強(qiáng)的認(rèn)知能力，但在尋路方面，我們的能力比候鳥可差多了。有一些人特別容易迷路，常常被戲稱為“路癡”。

為什么一些人不善于認(rèn)路？“路癡”是什么原因造成的？長(zhǎng)期以來(lái)，這一直是個(gè)謎，但現(xiàn)在，科學(xué)家已經(jīng)找到了一些答案。科學(xué)研究揭示了大腦定位系統(tǒng)的機(jī)制，也發(fā)現(xiàn)了為什么有些人比其他人有更好的方向感。最新的研究結(jié)果重新闡釋了“男性比女性更善于認(rèn)路”的原因，也提供了提升方向感的秘訣。

內(nèi)耳中的前庭系統(tǒng)對(duì)定位能力非常重要。

復(fù)雜的方向感

方向感不是一種單一的感覺，它是指在環(huán)境中定位和執(zhí)行尋路的能力。方向感強(qiáng)的人能更快速高效地到達(dá)目的地，避免迷路和繞道。要做到這一點(diǎn)，你需要知道你所處的位置與地標(biāo)的關(guān)系，還必須能夠在轉(zhuǎn)彎或決定抄近路時(shí)更新自己的位置。

生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，有些人似乎天生擁有很強(qiáng)的方向感，有的人則很容易迷路。無(wú)論是定向越野達(dá)人還是方向感奇差的“路癡”，每個(gè)人的大腦中都有一套復(fù)雜的定位系統(tǒng)（見鏈接1），一系列不同神經(jīng)元相互協(xié)作，使我們明確自己在環(huán)境中的位置以及繪制心理地圖，也稱認(rèn)知地圖，即有意識(shí)或無(wú)意識(shí)地創(chuàng)建一個(gè)關(guān)于環(huán)境的空間地圖，類似于手機(jī)應(yīng)用地圖。

人類嚴(yán)重地依賴視覺來(lái)感知世界，但我們大腦的導(dǎo)航系統(tǒng)需要多種感官的輸入，包括聲音、氣味和觸覺（如行走時(shí)腿部肌肉的感覺）。來(lái)自內(nèi)耳前庭系統(tǒng)的信息也很重要，它記錄了我們移動(dòng)的速度和方向。

考慮到我們心理定位的復(fù)雜性，定位出錯(cuò)也就不足為奇了。例如，當(dāng)燈光熄滅、缺乏視覺輸入時(shí)，位置細(xì)胞的放電開始變得不穩(wěn)定，使我們迷失方向;如果感覺系統(tǒng)或?qū)Ш较到y(tǒng)受損（如腦損傷），方向感也會(huì)受到影響。但這種由生理缺陷導(dǎo)致的“路癡”畢竟是少數(shù)。那么，還有什么原因會(huì)影響方向感呢？

研究發(fā)現(xiàn)，嗅覺發(fā)達(dá)的人方向感也更強(qiáng)。

方向感的個(gè)體差異

美國(guó)科學(xué)家制定了一個(gè)方向感評(píng)價(jià)量表（見鏈接2），通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，我們對(duì)自己的方向感有合理的認(rèn)識(shí)。受試者在識(shí)路測(cè)試中的實(shí)際表現(xiàn)與自我測(cè)評(píng)的量表得分基本一致，但他們?cè)谶@些任務(wù)上的表現(xiàn)與智力測(cè)試分?jǐn)?shù)卻沒有關(guān)系。它們甚至與其他類型的空間認(rèn)知能力也沒什么關(guān)聯(lián)，例如心理旋轉(zhuǎn)（即想象物體在空間中旋轉(zhuǎn)）能力的高低對(duì)方向感似乎沒有影響。

如果方向感與智力無(wú)關(guān)，那么如何解釋個(gè)體之間的巨大差異呢？部分原因可能在于我們的大腦處理感官信息的方式。例如，姿勢(shì)的不對(duì)稱可以解釋為什么有些人在黑暗中試圖走直線，結(jié)果卻走出圓形路線（俗稱“鬼打墻”）。不對(duì)稱的姿勢(shì)似乎影響了內(nèi)耳前庭系統(tǒng)功能，這對(duì)定位至關(guān)重要。還有研究表明，嗅覺發(fā)達(dá)的人方向感也更強(qiáng)。

另一種可能的解釋是，方向感與我們的導(dǎo)航策略相關(guān)。我們?cè)趯ぢ窌r(shí)主要會(huì)用兩種策略：一種是基于路線的導(dǎo)航策略，另一種是利用心理地圖?；诼肪€的導(dǎo)航需要記住特定旅程中的地標(biāo)：在第一個(gè)路口左轉(zhuǎn)，然后在公園右轉(zhuǎn)……這種方法很適合熟悉的環(huán)境或經(jīng)常重復(fù)的路線，但它缺乏靈活性。如果道路施工迫使你改道，這種方法就派不上用場(chǎng)了。心理地圖常被認(rèn)為是更優(yōu)的導(dǎo)航策略，因?yàn)樗`活，允許你在遇到特殊情形時(shí)修改路線，或者在適當(dāng)?shù)牡胤阶呓輳?。但心理地圖對(duì)認(rèn)知的要求也更高。

我們大多數(shù)人都使用這兩種策略，但方向感的強(qiáng)弱在于如何在兩種策略中取得正確的平衡。方向感強(qiáng)的人可能會(huì)自動(dòng)選擇最佳策略。

研究顯示，男性更善于探索捷徑，而女性更習(xí)慣于重復(fù)熟悉的路線。

男性更善于認(rèn)路嗎？

提到方向感的個(gè)體差異，有一個(gè)問(wèn)題一直受到大眾和科學(xué)家的關(guān)注：男性的方向感是否比女性更強(qiáng)？這個(gè)問(wèn)題似乎早有定論，但是，我們方向感真的存在明顯的性別差異嗎？如果性別差異真的存在，那又是什么原因?qū)е铝诉@一差異？

很多科學(xué)家通過(guò)各種實(shí)驗(yàn)對(duì)這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。在有的識(shí)路測(cè)試中，男性和女性的表現(xiàn)并沒有明顯差異。然而，在男性表現(xiàn)優(yōu)于女性的測(cè)試中，有跡象表明，這可能是因?yàn)槟行愿鼉A向于使用心理地圖，而女性則更多地使用基于路線的導(dǎo)航策略。

例如，在一項(xiàng)新的研究中，研究人員讓140名志愿者佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，在一個(gè)模擬“迷宮”中進(jìn)行測(cè)試。迷宮的各個(gè)路口有不同的標(biāo)志物，研究人員先向志愿者教授通過(guò)迷宮的路線，再要求他們從一個(gè)標(biāo)志物走到另一個(gè)標(biāo)志物處。志愿者可以遵循之前學(xué)習(xí)的路線（不一定是最短路線）行進(jìn)，也可以自己找一條新的路線。研究結(jié)果顯示，女性更傾向于遵循已學(xué)過(guò)的路線，并會(huì)在中途猶豫徘徊;男性更傾向于嘗試找出捷徑，這需要更強(qiáng)的心理地圖“繪制”能力。平均而言，男性在到達(dá)目標(biāo)時(shí)速度更快，移動(dòng)范圍也更小。

其他模擬情景研究也發(fā)現(xiàn)，在陌生的環(huán)境中，女性比男性更謹(jǐn)慎，往往會(huì)更頻繁地回到自己已經(jīng)去過(guò)的地方。為什么會(huì)這樣呢？一些科學(xué)家認(rèn)為，在遠(yuǎn)古時(shí)代，迷路的女性比男性更容易遭遇危險(xiǎn)。例如，如果女性走了一條不熟悉的路，在經(jīng)過(guò)猛獸巢穴時(shí)從猛獸襲擊下逃生的概率比更強(qiáng)壯的男性要小。因此，即便是繞路，回到自己去過(guò)的地方會(huì)更安全。

大多數(shù)導(dǎo)航測(cè)試都采用了基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的模擬實(shí)驗(yàn)，圖為某項(xiàng)測(cè)試的模擬場(chǎng)景。

這聽起來(lái)很有道理。然而，上述研究主要是針對(duì)現(xiàn)代西方人的模擬實(shí)驗(yàn)，不一定能代表人類祖先的真賣情況。這個(gè)理論也可能不適用于其他種族的女性。因此，人類學(xué)家試圖從對(duì)小規(guī)模原始社會(huì)的研究來(lái)進(jìn)一步探討這一問(wèn)題。

生活在納米比亞的圖威男性，因需長(zhǎng)途跋涉去尋訪伴侶，因此擁有更多尋路經(jīng)驗(yàn)，方向感也更強(qiáng)。

差異來(lái)自性別之外

美國(guó)科學(xué)家對(duì)玻利維亞的提斯曼人和納米比亞的圖威人進(jìn)行了研究。研究人員發(fā)現(xiàn)：這兩個(gè)民族的男孩和女孩在導(dǎo)航測(cè)試（準(zhǔn)確地指出遠(yuǎn)處的位置，以及想象自己在某個(gè)位置并指向另一個(gè)位置）中表現(xiàn)一樣好;到了青春期前后，兩個(gè)部落的女孩都越來(lái)越擔(dān)心身體上的危險(xiǎn)，包括迷路的風(fēng)險(xiǎn)。

這一結(jié)果看似支持上述“女性迷路風(fēng)險(xiǎn)”的理論，但另一結(jié)果卻完全不同。盡管成年圖威男性的方向感強(qiáng)于女性，但在提斯曼人中，這種性別差異卻不明顯。科學(xué)家認(rèn)為，這是因?yàn)樘崴孤松钤谖C(jī)四伏的茂密叢林中，一般不會(huì)走太遠(yuǎn)。而圖威人住在開闊的大草原上，活動(dòng)范圍更大，并且男性的活動(dòng)范圍要比女性大得多。圖威人社會(huì)不是一夫一妻制的，男性會(huì)長(zhǎng)途跋涉去尋訪伴侶，行走范圍越大，就越可能遇到更多伴侶，擁有更多后代。圖威男性面臨更大的導(dǎo)航挑戰(zhàn)，并獲得更多的經(jīng)驗(yàn)，這可能導(dǎo)致了方向感的性別差異。

這似乎表明，方向感與性別本身的關(guān)系不大，而更多與環(huán)境因素和個(gè)人經(jīng)驗(yàn)有關(guān)。男性開車往往比女性多，這將給他們帶來(lái)更豐富的尋路經(jīng)驗(yàn)，增強(qiáng)了方向感。此外，大多數(shù)導(dǎo)航測(cè)試都是在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行的，經(jīng)常玩電子游戲的人更有優(yōu)勢(shì)，而這些人也是以男性為主。

手機(jī)地圖導(dǎo)航雖然給生活帶來(lái)了便利，卻不利于我們培養(yǎng)自身的方向感。

如何增強(qiáng)方向感？

其他一些研究也顯示，居住地的物理環(huán)境會(huì)影響我們的方向感。例如，在一項(xiàng)導(dǎo)航測(cè)試中，來(lái)自意大利帕多瓦市（大大小小的街道橫七豎八、錯(cuò)綜復(fù)雜）的志愿者比來(lái)自美國(guó)鹽湖城（道路把城市劃分成規(guī)則的網(wǎng)格）的人做得更好。

另一項(xiàng)大規(guī)模研究利用了一款手機(jī)游戲來(lái)調(diào)查人們的導(dǎo)航能力。研究人員對(duì)來(lái)自57個(gè)國(guó)家的50多萬(wàn)游戲用戶進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，在游戲的導(dǎo)航任務(wù)中表現(xiàn)最好的用戶來(lái)自經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)、教育水平高和性別平等程度更高的國(guó)家，這些國(guó)家的教育水平提高了抽象問(wèn)題的解決能力。排名前10的國(guó)家中有4個(gè)北歐國(guó)家，這些國(guó)家有關(guān)于航海的悠久傳統(tǒng)?？茖W(xué)家推測(cè)，北歐的航海歷史中可能存在對(duì)優(yōu)良導(dǎo)航能力的選擇。

那么，我們能做些什么來(lái)增強(qiáng)方向感嗎？目前，還沒有科學(xué)家系統(tǒng)地研究如何提升方向感，不過(guò)很多相關(guān)研究都提供了一些線索?？茖W(xué)家建議要多注意觀察環(huán)境：有意識(shí)地注意你路過(guò)的地標(biāo)和拐角，并定期回頭看，這是一些動(dòng)物使用的一種技巧;當(dāng)剛走出地鐵站時(shí)，注意自己影子的方向，以確定自己的朝向。

對(duì)“路癡”而言，手機(jī)地圖導(dǎo)航可能是“救命稻草”。但經(jīng)常使用地圖軟件會(huì)損害一個(gè)人自己找路的能力?？茖W(xué)家認(rèn)為，衛(wèi)星導(dǎo)航和手機(jī)地圖應(yīng)用程序正在破壞我們的自然導(dǎo)航能力，如果我們一味地跟著導(dǎo)航路線行進(jìn)，就不容易注意周邊環(huán)境和行動(dòng)路線，這不利于認(rèn)知地圖的構(gòu)建。在尋路方面存在一個(gè)良性循環(huán)：方向感較好的人更有可能不依賴己知路線來(lái)探索新環(huán)境，這有助于構(gòu)建他們的認(rèn)知地圖，從而改善他們的方向感。如果你想增強(qiáng)方向感，那就盡量不使用導(dǎo)航軟件，自己多探索新的環(huán)境吧。

（責(zé)任編輯 何若雪）

位置細(xì)胞負(fù)責(zé)記錄“地圖”，網(wǎng)絡(luò)細(xì)胞負(fù)責(zé)定位導(dǎo)航。

鏈接1

大腦中的定位系統(tǒng)

1971年，倫敦大學(xué)學(xué)院的約翰·奧基夫和他的團(tuán)隊(duì)在大鼠腦部的海馬（主要與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)的大腦區(qū)域）中發(fā)現(xiàn)了一種名為“位置細(xì)胞”的神經(jīng)元。他們?cè)诖笫蟮暮ｑR中植入了一個(gè)記錄電極，然后將大鼠放置在一個(gè)空曠的房間中自由活動(dòng)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)大鼠移動(dòng)到特定的位置上時(shí)，某個(gè)特定的位置細(xì)胞會(huì)變得活躍。因此，奧基夫推斷，通過(guò)記憶位置細(xì)胞活動(dòng)的模式，老鼠可以在腦中有效地繪制環(huán)境地圖。2014年，他因?yàn)檫@一發(fā)現(xiàn)獲得了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

和奧基夫共同獲得這一獎(jiǎng)項(xiàng)的還有挪威科學(xué)家邁一布里特·莫澤和愛德華·莫澤，這對(duì)夫婦在2005年發(fā)現(xiàn)大腦的內(nèi)嗅皮質(zhì)中存在另一種神經(jīng)元——“網(wǎng)格細(xì)胞”。這種細(xì)胞可以整合視覺、本體感覺和來(lái)自位置細(xì)胞的位置信息。從而準(zhǔn)確判斷出生物在空間中的“坐標(biāo)”。

除了位置細(xì)胞和網(wǎng)格細(xì)胞，在人類大腦中還有許多其他與方向感有關(guān)的神經(jīng)元。頭部方向細(xì)胞分析來(lái)自前庭系統(tǒng)的信息以確定頭部朝向，為網(wǎng)格和位置單元格提供參考點(diǎn);邊界細(xì)胞是一種記錄活動(dòng)邊界的特殊位置細(xì)胞，避免我們走路“撞墻”：空間視圖細(xì)胞則負(fù)責(zé)記錄周邊環(huán)境信息，建立情景記憶。

鏈接2

測(cè)測(cè)你的方向感

2002年，美國(guó)加州大學(xué)圣巴巴拉分校的科學(xué)家設(shè)計(jì)出一套評(píng)判方向感的自我報(bào)告指標(biāo)，用于衡量人們對(duì)自身環(huán)境空間能力的判斷。這就是圣巴巴拉方向感量表，它不涉及對(duì)任何空間能力的客觀評(píng)價(jià)，但研究證明，方向感量表評(píng)分和受試者在多種導(dǎo)航測(cè)試中的客觀指標(biāo)是相符的。

圣巴巴拉方向感量表

閱讀以下項(xiàng)目，判斷該項(xiàng)表述與你自身情況相符的程度，從題目后的1～7中圈出一個(gè)數(shù)字來(lái)表明。圈出“1”，表示你非常認(rèn)同這一表述;圈出“7”，表示完全不同意這項(xiàng)表述;如果自身情況與這項(xiàng)描述比較符合，則根據(jù)符合程度圈出中間的數(shù)字。

1.我很擅長(zhǎng)指路。

2.我經(jīng)常記不起把東西放在哪兒了。

3.我很擅長(zhǎng)判斷距離。

4.我的“方向感”很好。

5.我傾向于從基本方位（東、西、南、北）來(lái)考慮環(huán)境。

6.我在陌生的城市里很容易迷路。

7.我喜歡閱讀地圖。

8.我不擅長(zhǎng)辨認(rèn)方向。

9.我很擅長(zhǎng)看地圖。

10.當(dāng)我乘車時(shí)，通常不太記得路線。

11.我不喜歡指路。

12.我不太在意自己在什么位置。

13.長(zhǎng)期旅行中，我總是讓別人來(lái)計(jì)劃路線。

14.一般一條路走一次我就能記住了。

15.對(duì)于周圍環(huán)境，我腦中沒有完善的“心理地圖”。

計(jì)分標(biāo)準(zhǔn)：項(xiàng)目1、3、4、5、7、9和14為反向評(píng)分，項(xiàng)目得分為7分減去圈出的數(shù)字：其他項(xiàng)目得分為圈出的數(shù)字。所有項(xiàng)目得分相加除以15得到最終方向感評(píng)分（1～7分），分?jǐn)?shù)越高表示方向感越強(qiáng)。