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研究显示:人类大脑利用三角形网格来记路

2010-01-25 00:00 英国伦敦大学学院 自然 阅读 0
核心摘要: 英国伦敦大学学院的研究首次确认人类大脑中存在利用正三角形网格定位的“网格细胞”。通过虚拟现实和功能磁共振成像,发现人类大脑中网格细胞的活动呈现正三角形网格模式,且空间记忆能力越强,模式越明显。网格细胞易受早老性痴呆症影响,解释了患者记路困难的原因。

通常地图都使用互成直角的经线和纬线来帮助定位,而英国一项最新研究显示,人类大脑中的“导航系统”使用的却是由正三角形组成的网格。

英国伦敦大学学院的研究人员在《自然》杂志上报告说,他们首次确认人类大脑中存在这种利用正三角形网格来帮助定位的“网格细胞”。过去曾有研究发现实验鼠大脑中存在这种细胞。网格细胞是大脑空间导航系统的关键组成部分,它们通过形成六边形网格状的放电模式,为动物提供空间位置编码。

研究人员因此设计了一套虚拟现实系统,请受试者戴上专用设备,“游览”虚拟的山谷草地等景色,同时利用功能磁共振成像技术测量受试者大脑相应区域的活动情况。结果发现,人类大脑中相应细胞的活动同样呈现出明显的正三角形网格模式,并且受试者的空间记忆能力越强,这种模式就越明显。这一发现表明,网格细胞的编码方式在哺乳动物中高度保守,且与空间记忆能力密切相关。

参与研究的卡斯韦尔·巴里说,这些网格细胞为大脑提供了空间认知地图,它们使用了与通常地图中经线和纬线非常相似的方式,所不同的是采用了三角形网格而不是方形网格。这种三角形网格可能更高效地覆盖二维空间,并支持路径整合等高级导航功能。

网格细胞是大脑中最容易遭受早老性痴呆症等疾病影响的细胞之一,这也可以帮助解释为什么这些疾病的常见症状就是记不住路。阿尔茨海默病早期常出现空间导航障碍,可能与内嗅皮层中网格细胞的功能退化有关。因此,深入研究网格细胞的机制有望为神经退行性疾病的早期诊断和治疗提供新靶点。

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