科学家们发现了一种大脑回路，它能发出环境边界方向和距离的信号
我们从以自我为中心的角度来感知与自己身体相关的世界。然而，我们的大脑能够将这些信息转化为以世界为中心的环境认知地图，引导我们独立于我们看的地方或面对的方向。这背后的机制几十年来一直没有得到解决。现在，马克斯·普朗克大脑研究所和歌德大学法兰克福分校的科学家们在啮齿动物的大脑中发现了一种神经回路，它可能在转换两种视角和帮助动物探测边界以避免碰撞方面发挥关键作用。
“动物使用环境中的地标作为参考点来确定自己的位置，并在周围环境中导航。在啮齿类动物中，这种能力是由非常特殊类型的神经元支持的，包括地方的细胞而且网状细胞记忆和导航电路研究小组的负责人、这项新研究的资深作者伊藤浩解释说:“它只有在动物处于环境中的精确位置时才会发射，即使是在一个开放的竞技场。”
的retrosplenial皮层是一个重要的大脑地标信息处理区。然而，这一大脑区域中单个神经元的确切功能仍然未知。该研究的第一作者Joeri van Wijngaarden说:“通过记录大鼠的脾后皮层，我们发现了一种新型神经元，它可以从动物的角度发出信号，指示房间边界的位置，如墙壁。”“边境细胞高精度射击。在这种情况下，只有在边界与动物的特定距离和方向上。”但如何边境细胞知道什么时候活跃?它们是利用视觉或胡须等直接感官线索来探测墙壁的吗?为了解决这个问题，研究人员操纵了动物的感官体验。“让我们非常惊讶的是，当老鼠在完全黑暗的迷宫中探索时，我们没有发现什么不同。细胞继续像以前一样放电，”van Wijngaarden说。
边界细胞与空间细胞的相互作用
受到这一意外发现的启发，科学家们决定研究边界细胞如何与大脑连接区域内嗅皮层中的空间细胞相互作用。内嗅皮层对空间处理和形成环境的内部地图至关重要。van Wijngaarden解释了他们的方法:“我们记录了内嗅皮层空间细胞的活动，同时用药物抑制了脾后皮层的边界细胞。”“一开始，我们没有看到任何效果。然而，当我们改变方向，而不是沉默的空间细胞内嗅皮层，我们突然注意到脾后皮质的边界细胞活动中断，”van Wijngaarden解释说。“这是一个很大的惊喜，因为它表明，边界细胞捕获地标信息，而不需要直接感知它。相反，他们依靠来自大脑其他区域的空间信息来计算自己的位置。”
van Wijngaarden说:“最让我震惊的是，这些神经元的活动和动物的跟随运动之间有着密切的关系。当老鼠接近左边的墙时，右半球的边界细胞被激活，就在动物向右转之前。相反,边界细胞左半球的大脑在左转前活跃，以避免碰撞。”“这些发现为该领域带来了一个全新的视角。他们首次揭示了大脑内部的地图如何在导航过程中指导我们的行动。希望，这将提高我们对大脑如何理解周围的世界，以便从一个地方到另一个地方的理解，”伊藤总结道。
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