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原标题:为什么有的人总“找不着北”?

浏览次数:55 时间:2020-05-04

英国伦敦大学学院网站相关报道

对海龟的研究也发现,海龟的头部拥有一些具有磁性的粒子,可以帮助海龟感应地球磁场,以此来确定自己在海洋中的确切位置,并修正自己的航道。

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英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫最早发现了动物和人的大脑中的位置细胞,并认定它们是构成大脑定位系统的关键细胞之一。

研究显示:人类大脑利用正三角形网格来记路

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2000年,英国伦敦大学学院的神经生物学家马圭尔和伍利特发现,与其他成年男性相比,伦敦出租车司机的海马体体积更大,形状也不同,这说明大脑中的这一区域对于空间记忆来说至关重要。由于适者生存和用进废退的原理,出租车司机大脑里的位置细胞和网络细胞功能比普通人要强,且有可能这类细胞比普通人更多。

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。

由此,奥基夫和美国亚利桑那大学的神经科学家纳达尔共同撰写了一本专著《海马是一个认知地图》,描述了大脑中的海马是如何帮助动物和人定位的,其本质就是,海马是大脑中一种内在的定位系统。

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。

现在,有另一种方式可以为人们指路,这就是人工智能。

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。

虽然“路盲”的准确原因还需要更为详尽的研究来破译,但大体上可以推论其原因是大脑中的位置细胞和网格细胞功能减弱,或细胞数量较少,或细胞没有完全被激活,因而出现了导航能力较差,或不能导航等问题。

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。

2.“路盲”因大脑细胞未激活?

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。

当时,尚未获得诺贝尔奖的爱德华·莫泽便认为,这个结果证明人的大脑海马体中隐藏着一幅能够标明人们所处空间位置的地图。不过,这一研究更能证明的是,出租车司机之所以会记得伦敦市的大街小巷,而且能用最近的线路和最短的时间把客人送到目的地,原因在于他们的职业在帮助其进行强化训练。他们记忆的基础是大脑海马体,而这个海马体比一般人的大,位置细胞和网格细胞比一般人多,其功能也比一般人强大,所以才有出色的方向感。

这种人工智能的定位单元类似于人和小鼠大脑中的网格细胞,被称为网格单元,能自动生成与大脑细胞活动非常相似的网格模式。比较而言,网格细胞能帮助小鼠自动找到方向和捷径,网格单元也能够指导小鼠寻找捷径,并具有超越人类的巡航能力。

物理网络模式能证明生物的网络模式,并且两者可以重叠,再次证明了人和动物寻找方向是依赖大脑中的位置细胞和网格细胞。未来要做的研究是,如果这种人工智能可以设计为手表,或者植入进手机中,那么,它就完全可以成为路盲者的导航工具。

海马体会根据不同的环境产生大量的地图,这些地图在动物所处不同环境时由大量神经细胞共同作用而形成。因此生物体对环境的记忆,可以用海马体中神经细胞特定激活组合的方式来进行存储。

他们把小鼠装入盒子中让小鼠奔跑,并连接上计算机,以图形来显示它们的前进方向,结果形成了清晰的呈六边形的网格形状,就像一个蜂巢。但盒子里并没有六边形状存在,这一形状是在小鼠的大脑内抽象地形成并叠加于环境中的。这意味着小鼠可以通过网格细胞把空间分割为蜂窝那样的六边形,并且把运动轨迹记录在蜂窝状的网格上。

回家的路怎么走?听见这个问题,估计很多人都会发笑:回家的路还能找不到吗?

仅有位置细胞不足以防止“路盲”,还必须有运动和空间位置导航才能让人有正确的方向感。其实,人的大脑中同时存在着二维和三维的导航工具,前者是位置细胞,后者是网格细胞。

宝马娱乐在线112222,瑞典研究人员对斑马雀和德国研究人员对欧洲知更鸟的研究均发现,鸟类视网膜上的Cry4蛋白质可能是它们能够看到磁场的原因。此前,Cry4蛋白被认为与昼夜节律或生物的睡眠周期有关。这两种鸟类的Cry4水平在迁徙季节中表现出更高的水平。这被视为鸟类的一种生物指南针。

1.人的方向感由位置细胞引导

大脑中位置细胞和网格细胞的发现,令约翰·奥基夫、爱德华·莫泽和梅-布里特·莫泽获得了2014年诺贝尔生理学或医学奖。

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