当人们处于压力之下时,可能会发现自己在空间中更容易迷失方向。德国波鸿鲁尔大学的研究人员通过一项新的脑成像研究,揭示了这一现象背后的神经机制:压力激素皮质醇会干扰大脑的导航系统,特别是削弱了网格细胞(grid cells)的活动。这些细胞如同大脑内部的“GPS”,负责形成空间地图。相关成果于2026年3月12日发表在《PLOS Biology》上。
实验设计:虚拟导航与激素干预
研究团队招募了40名健康男性参与者,每位参与者在两天内分别接受20毫克皮质醇或安慰剂。在功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪中,他们完成了一项虚拟导航任务:参与者需要在一片虚拟草地上移动,走向一系列树木(目标点),每到达一棵树,该树就会消失。之后,他们必须在不显示路径的情况下,直接找到返回起点的最短路线。任务分为两种条件:一种环境中没有永久性地标,只有作为临时目标的树木;另一种环境中有一座灯塔作为固定的参考点。
结果显示,与安慰剂组相比,接受皮质醇的参与者在导航任务中出现了更大的方向误差,无论环境中是否有地标,也无论路线复杂程度如何。这表明皮质醇对空间导航的损害是普遍且显著的。
神经机制:内嗅皮层网格细胞活动受损
fMRI扫描揭示了皮质醇对大脑活动的具体影响。在正常情况下,内嗅皮层(entorhinal cortex)中的一组神经细胞在空间导航任务中会呈现网格状放电模式,这些细胞被称为网格细胞,它们构成了大脑的内部坐标系。然而,在皮质醇暴露后,网格细胞的活动模式变得模糊不清,尤其是在没有地标的环境中,这些细胞几乎失去了功能。研究第一作者、波鸿鲁尔大学认知心理学系的Osman Akan博士解释道:“在压力下,大脑失去了有效利用其内部导航地图的能力。”
有趣的是,研究还发现皮质醇增强了另一个脑区——尾状核(caudate nucleus)的活动。Akan博士指出:“这表明大脑试图通过替代策略来补偿内嗅皮层主导航系统的损失。”尾状核通常与习惯性学习和刺激-反应关联有关,其活动增强可能意味着大脑在压力下转向了更简单、但可能效率较低的导航方式。
临床意义:慢性压力与阿尔茨海默病的潜在联系
内嗅皮层是阿尔茨海默病最早受影响的脑区之一。Akan博士强调:“由于慢性压力是痴呆症的风险因素,我们的研究揭示了压力激素如何破坏这一敏感区域的关键机制。”这一发现为理解压力如何增加阿尔茨海默病风险提供了直接的神经生物学证据。长期压力导致皮质醇水平持续升高,可能通过损害内嗅皮层的网格细胞功能,逐步削弱空间记忆和导航能力,而这正是阿尔茨海默病早期常见的症状之一。