我们大脑中的“卫星导航”

神经科学家雨果·斯皮尔斯博士今天在利物浦大学的科学文化节上说，我们的大脑有自己的导航系统，很像卫星导航(“卫星导航”)，有内置的地图、网格和指南针。

大脑的导航机制位于一个被称为海马体的区域，该区域负责学习和记忆，著名的是，伦敦大学学院埃莉诺·马圭尔教授在威康信托基金资助的一项研究中发现，伦敦出租车司机的海马体与海马体不同。

研究表明，伦敦出租车司机的海马体的一个区域比普通人群要大。即使是公交车司机的大脑区域也没有那么大，一般的导航技能也与海马体的大小无关，这表明这种差异与出租车司机多年来积累的对伦敦25万条街道的“知识”有关。

在后续研究中，斯皮尔斯博士和马奎尔教授利用Playstation2电子游戏“逃跑”来研究出租车司机在驾驶时如何使用他们的海马体和其他大脑区域。出租车司机躺在功能磁共振大脑扫描仪中，使用虚拟现实模拟技术在伦敦的街道上导航。研究人员发现，当司机首先考虑路线并提前计划时，海马体最活跃。相比之下，当他们遇到路障、发现预期的地标、看风景、担心顾客和其他司机的想法时，大脑其他区域的不同网络的活动会增加。

伦敦大学学院行为神经科学研究所的斯皮尔斯博士说:“海马体对导航至关重要，我们把它当作‘卫星导航’来使用。”“伦敦出租车司机必须熟悉成千上万条弯弯曲曲的街道，他们天生拥有最精致、最强大的卫星导航系统，多年的经验增强了他们的能力。”

在他们的研究中，斯皮尔斯博士和马奎尔教授发现，出租车司机越接近目的地，大脑中内侧前额叶皮层的活动就越活跃。然而，我们仍然不清楚大脑是如何知道我们需要走哪条路才能到达目的地的，而这个问题正是斯皮尔斯博士正在进行的研究课题，该研究也得到了威康基金会的资助。

斯皮尔斯博士说，在海马体和邻近的大脑区域内，科学家已经发现了三种组成卫星导航的细胞。它们被称为位置单元格、头部方向单元格和网格单元格。

当我们经过一个特定的地方时，Place cell会点亮表示“你在这里”。据认为，大脑中有数十万个位置细胞，每个细胞偏爱的地理位置略有不同。头部方向细胞就像指南针一样，告诉我们所面对的方向。2005年，挪威科技大学的Edvard Moser教授的团队发现了网格细胞，它告诉我们，使用类似于我们如何使用经纬度导航的网格模式，我们已经走了多远。

“几千年来，人类发明并使用了许多不同的导航工具，如地图、指南针、经纬度，”斯皮尔斯博士说。“大自然遥遥领先于我们，它似乎在我们的头脑中开发了这些生存工具。”

在研究的进一步转折中，马奎尔教授和斯皮尔斯博士研究了一名出租车司机，他的海马体因病毒感染而受损，导致失忆。虽然他可以在主干道或A路行驶，但他已经无法在首都蜿蜒曲折的小街道上行驶了。

资料来源:维康信托基金