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        告別“路盲”癥

        2019-03-26 03:19:24甜甜圈整理
        發(fā)明與創(chuàng)新 2019年38期
        關(guān)鍵詞:六邊形神經(jīng)細(xì)胞路線

        ■甜甜圈/整理

        你的身邊一定有這樣一位朋友:他經(jīng)常找不著北,方位描述只懂得“左”或“右”,看不懂路牌或?qū)Ш健@類“出了門就不知道自己在哪兒”的人通常被稱為“路盲”。

        與人類不同,大多數(shù)動(dòng)物在確定方向、尋找路徑方面表現(xiàn)優(yōu)秀。早在1948年,美國(guó)加州大學(xué)的心理學(xué)家愛(ài)德華·托爾曼就觀察到大鼠的尋路本領(lǐng)。大鼠在迷宮中尋找食物幾乎不費(fèi)吹灰之力。即使堵住原來(lái)的路徑,或把它們移到一個(gè)新的起點(diǎn),它們也能探索出新的路徑,找到被藏起來(lái)的食物。此外,鵝、蟾蜍、蜘蛛等動(dòng)物也都表現(xiàn)出類似的本領(lǐng)。

        為什么人類的尋路本領(lǐng)遠(yuǎn)不及動(dòng)物?

        大腦中的定位系統(tǒng)

        在人腦的海馬體中有一種特殊的神經(jīng)細(xì)胞——位置細(xì)胞,它通過(guò)各種感官接收外界的位置消息,并與其他的神經(jīng)細(xì)胞一起為我們?cè)诖竽X中繪制一幅“地圖”。英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院教授約翰·奧基夫最早發(fā)現(xiàn)動(dòng)物和人腦中的位置細(xì)胞,并認(rèn)定它們是構(gòu)成大腦定位系統(tǒng)的關(guān)鍵細(xì)胞之一。

        1971年,奧基夫在記錄小鼠大腦內(nèi)海馬體單個(gè)神經(jīng)細(xì)胞信號(hào)的過(guò)程中注意到,當(dāng)小鼠位于房間內(nèi)某一特定位置時(shí),一部分神經(jīng)細(xì)胞會(huì)被激活;當(dāng)小鼠在房間內(nèi)的其他位置時(shí),另一部分細(xì)胞顯示激活狀態(tài)。被激活的細(xì)胞就是小鼠感知自身位置的位置細(xì)胞,它們并非簡(jiǎn)單地接收視覺(jué)信息,而是在構(gòu)建小鼠辨識(shí)所在房間的“大腦地圖”。

        海馬體會(huì)根據(jù)不同的環(huán)境產(chǎn)生大量地圖,這些地圖在動(dòng)物所處不同環(huán)境時(shí)由大量神經(jīng)細(xì)胞共同作用而形成。

        另一種影響我們判斷方位的是網(wǎng)格細(xì)胞,它在工作時(shí)放出的電形成網(wǎng)格狀,是記憶空間形成的關(guān)鍵。

        挪威科技大學(xué)教授愛(ài)德華·莫澤和同為該大學(xué)教授的他的妻子梅-布里特·莫澤通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了網(wǎng)格細(xì)胞的作用。當(dāng)小鼠經(jīng)過(guò)廣闊和復(fù)雜的地形時(shí),小鼠大腦臨近海馬體的內(nèi)嗅皮層部位的神經(jīng)細(xì)胞被激活。這些細(xì)胞會(huì)對(duì)特定的空間模式或環(huán)境產(chǎn)生反應(yīng),它們?cè)谡w上構(gòu)成網(wǎng)格細(xì)胞。網(wǎng)格細(xì)胞組成一個(gè)坐標(biāo)系統(tǒng),就像人們繪制地圖時(shí)以經(jīng)線和緯線來(lái)劃分不同方向和位置的坐標(biāo)一樣。

        他們讓小鼠在盒子中奔跑,并在計(jì)算機(jī)上以圖形的方式顯示它們的前進(jìn)方向,結(jié)果形成了清晰的六邊形網(wǎng)格形狀,就像一個(gè)蜂巢。但盒子里并沒(méi)有六邊形存在,這一形狀在小鼠的大腦內(nèi)抽象地形成并疊加于環(huán)境中。這意味著小鼠可以通過(guò)網(wǎng)格細(xì)胞把空間分割為蜂巢那樣的六邊形,并把運(yùn)動(dòng)軌跡記錄在蜂巢狀的網(wǎng)格上。

        網(wǎng)格細(xì)胞能判斷自身頭部對(duì)準(zhǔn)的方向以及房間的邊界位置,它們與位置細(xì)胞相互協(xié)調(diào),構(gòu)成一個(gè)完整的神經(jīng)回路。這個(gè)回路系統(tǒng)形成了一個(gè)復(fù)雜而精細(xì)的定位體系,就是大腦中的定位系統(tǒng)。

        雖然導(dǎo)致“路盲”的準(zhǔn)確原因還有待更為詳盡的研究,但大體上可以推出是大腦中的位置細(xì)胞和網(wǎng)格細(xì)胞功能減弱、細(xì)胞數(shù)量較少或細(xì)胞沒(méi)有完全被激活,而出現(xiàn)了導(dǎo)航能力較差或無(wú)法導(dǎo)航等問(wèn)題。

        找對(duì)路的方法

        實(shí)際上,對(duì)周圍環(huán)境的空間能力需要持續(xù)地鍛煉和學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)看地圖、學(xué)會(huì)獨(dú)立思考,嘗試接受復(fù)雜的任務(wù),這些都對(duì)增強(qiáng)方向感有幫助。另外,在具體實(shí)踐中可以通過(guò)以下方法找到目的地。

        ◆提前準(zhǔn)備

        在你動(dòng)身去往某個(gè)自己從未去過(guò)的地方之前做一些準(zhǔn)備:先在地圖上設(shè)計(jì)一條路線,然后在頭腦中將這條路線形象化,以便在腦海中形成一幅地圖。或在地圖上圈出自己要去的地方,以便需要查地圖時(shí)能快速地找到它。

        ◆記住方向和路標(biāo)

        通??梢越Y(jié)合方向和指示性標(biāo)識(shí)確定位置。例如,通過(guò)幾個(gè)連續(xù)的指示性標(biāo)識(shí)記住前進(jìn)的方向,同時(shí)留意拐彎處的突出標(biāo)識(shí)。

        ◆將視覺(jué)信息口頭化

        通過(guò)地圖或卡片確定路線后,即將路線視覺(jué)化后,再默念一遍路線,就像在給別人指路一樣:“在第一個(gè)路口向右拐,然后直走500米,接著在第三個(gè)路口向左拐……”還可以跟同行的人談?wù)撍?jiàn)到的景物,或?qū)⑺鼈兣c以前的相關(guān)信息建立聯(lián)系。

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