哺乳动物会在3-D中思考吗?
伦敦大学学院(UCL)的神经科学家团队已经开始发现大脑如何映射三维空间。这项工作有一天可以帮助理解和治疗阿尔茨海默氏病,涉及大脑与编码空间相同的区域。
该研究的结果将在今天(7月13日星期日)在FENS 2008上由UCL的Kate Jeffery博士提出。
众所周知,人类和其他哺乳动物具有“认知图”,在大脑中的空间表现形式绘制了环境,并使他们能够找到自己的出路。这些图由称为位置细胞和网格细胞的脑细胞(神经元)类型,这些细胞和网格细胞在海马和内嗅皮层(大脑的记忆区域)中发现。将每个细胞都代表一个特定的地方,当动物在该位置时发射,而网格单元被认为可以为细胞提供有关距离和方向的信息。杰弗里博士说:“我们已经了解了很多关于神经元如何代表平坦空间的知识。”“我们真正不知道的是该信息如何扩展到第三维 - 我们的地图真的只是平坦,还是实际上是三维的?”
为了找出答案,UCL的团队将老鼠放在螺旋楼梯上,他们不得不上下跑来收集食物。团队记录了大鼠执行此任务时单个神经元的活动。他们发现该位置细胞对高度敏感,而网格单元却不是。Jeffery博士说:“这增加了垂直尺寸与水平尺寸不同的可能性,我们可能会在倾斜的表面上探索的可能性,并且通过使用迷宫,大鼠可以在所有方向上自由攀爬。”垂直和水平空间的编码不同的想法也可以解释人类行为的某些方面,例如人们在多层建筑中很容易迷失。
Jeffery博士还对非空间提示如何帮助动物绘制其环境感兴趣 - 例如,人们知道特定的气味和颜色,甚至动物的意图和期望都会有助于认知图。她说:“这比仅仅是空间地图要复杂得多,还结合了动物可能发生的事情。”本质上,该地图是利用动物记忆中的知识来帮助其了解其环境。实际上,地图和记忆之间的联系确实非常接近 - 编码大鼠和人脑中空间的大脑区域在情节记忆中也很重要,或记住过去的事件。
杰弗里博士说:“我们正在努力建立一张图片,说明如何将空间和记忆编织在一起。”阿尔茨海默氏病说明了这两个概念的联系程度。该疾病涉及海马的变性,即位置细胞所在的地方,以及包含网格细胞的内嗅皮层。杰弗里博士解释说:“这些结构变性的最大症状是丧失情节记忆的丧失,但实际上,阿尔茨海默氏症患者的第一个症状之一可能是地方的记忆力丧失”。
杰弗里(Jeffery)博士现在旨在进一步了解大脑中3-D空间的代表,希望像她这样的研究可能有一天可以帮助我们更好地了解我们的导航方式,还可以帮助我们更好地了解诸如阿尔茨海默氏症之类的疾病。
资料来源:Fens 2008/Physorg.com
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