在沒有導(dǎo)航的年代,一個(gè)路癡一定要帶一個(gè)活地圖朋友才能安心出門。不過,為什么有人是路癡,有人就是活地圖呢?
此前,我們一直認(rèn)為這是生活習(xí)慣所致,出門出的多了,自然就成了活地圖,不常出門的人自然就是路癡。但科學(xué)家們顯然不滿足于這個(gè)答案,他們研究后得出:活地圖還是超級路癡,關(guān)鍵取決于大腦中的“內(nèi)置GPS系統(tǒng)”。
1971年,美國約翰·奧基夫教授用老鼠做實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)了一個(gè)有趣的現(xiàn)象:讓老鼠在一個(gè)空曠的房間自由撒歡兒,當(dāng)老鼠每次跑到一個(gè)特定的地點(diǎn)時(shí),大腦里的一些神經(jīng)細(xì)胞就會被激活,像是在做記號。奧基夫把這些細(xì)胞稱之為“位置細(xì)胞”,它們存在于大腦的海馬體中。
可是只有位置細(xì)胞并不足以解釋空間定位能力。方向是如何感知的呢?1980年,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了大腦中利用前庭系統(tǒng)來產(chǎn)生特定興奮、感知方向的頭部方向細(xì)胞。頭部方向細(xì)胞可以幫助人們感知頭部方向,比如當(dāng)腦袋朝向北方的時(shí)候,一組細(xì)胞就會很興奮,當(dāng)腦袋轉(zhuǎn)向另一個(gè)方向的時(shí)候,這組細(xì)胞就會安靜下來,而另一組細(xì)胞就開始興奮了。
位置細(xì)胞確定地點(diǎn),方向細(xì)胞給了方向,那么距離怎么辦呢?
挪威的莫澤夫婦經(jīng)過多年努力,在老鼠的大腦中發(fā)現(xiàn)了一種全新的神經(jīng)元——位于海馬體附近的“網(wǎng)格細(xì)胞”。不同尺度的網(wǎng)格細(xì)胞給位置細(xì)胞提供了一個(gè)最基本位置信息的輸入源,通過整合形成了位置信息。這些細(xì)胞可以構(gòu)建出坐標(biāo)系統(tǒng),它們與位置細(xì)胞一起,在大腦中建立了一套綜合定位系統(tǒng)。
那網(wǎng)格細(xì)胞的功能是什么呢?比如,動物去尋找食物,一旦找到了食物,就會以最短的距離快速回到窩里,而不是原路返回。如果只有位置細(xì)胞的話,就只有路徑的信息。而網(wǎng)格細(xì)胞的作用,就是在于整合這一路徑,計(jì)算出兩點(diǎn)之間的距離。
大腦中的這套由位置細(xì)胞、網(wǎng)格細(xì)胞以及一些其他功能細(xì)胞構(gòu)成的“內(nèi)置GPS”系統(tǒng),可以確定身體的空間位置,并使我們能夠利用這些信息,在復(fù)雜的環(huán)境中準(zhǔn)確地規(guī)劃路線,進(jìn)行導(dǎo)航。當(dāng)動物或人類進(jìn)入某一個(gè)新環(huán)境后,這套系統(tǒng)便會不斷地重復(fù)學(xué)習(xí)記憶的過程,持續(xù)更新和鞏固新環(huán)境的空間信息。不同的人,由于細(xì)胞的個(gè)體差異,導(dǎo)致學(xué)習(xí)能力有所不同。
位置細(xì)胞形成的空間記憶會隨著時(shí)間的推移而減退、丟失,也能通過訓(xùn)練來加強(qiáng),且這種記憶具有一定可塑性,所以那些“路癡”通過訓(xùn)練一樣可以成為“活地圖”。
(摘自《知識窗》)