【图】大脑gps细胞科普文

时间:2015-04-21     点击:加载中   【打印此页】  【关闭

  每个人之所以不会迷路,是因为大脑内部的GPS定位系统。进入陌生环境后大脑会自动记忆并绘制地图,这部分工作由大脑的网格细胞完成。

大脑gps细胞

  瑞典皇家科学院诺贝尔奖评审委员会于北京时间17点30分左右宣布,John O'Keefe、May-Britt Moser、Edvard I. Mosel获得2014年诺贝尔生理学或医学奖。获奖理由是在“构成大脑定位系统的细胞的发现”。三人将平均分享800万瑞典克朗奖金。

  方位感知和导航能力是我们存在的基础。方位感知让我们对环境中的位置有了概念。而在导航中,这种概念又与以运动和方位掌握为基础的距离感产生相互联系。获奖三人的研究揭示了大脑中存在三种“导航细胞”: “位置细胞(Place cells)” 绘制我们所处地点的地图,当他们经过某地时向我们指出所在位置。“头部方向细胞(head direction cells )”,就像一个指南针,告诉我们朝哪个方向前进。而“网格细胞(grid cells)”则通过一个类似航海中使用的经纬仪告诉我们已经行进的距离。

  在早老性痴呆病人身上,海马区和内嗅皮层经常早期就受到感染,这些患者经常迷路,无法识别周围环境。因此,对大脑定位系统的研究有助于我们理解病患空间记忆丧失背后的机制。发现大脑定位系统对于我们理解特能化细胞群工作机制来说,是一个范式转变。它为理解其他认知过程,比如记忆、思考、计划等,开辟了新的途径。

大脑gps细胞

  在20世纪70年代末,科学家们发现,当老鼠处于一个特定的场所时,它海马中的神经细胞就会激活。这些细胞被称作位置细胞,而且不久之后人类也被发现拥有这种细胞。2005年科学家们在老鼠体内发现了定位细胞,后来在蝙蝠和猴子体内也发现了定位细胞,这些定位细胞为位置细胞提供信息输入。一项机能性磁共振成像研究表明,定位细胞存在于人类体内,但是这项最新研究是首次发现它们存在的确凿证据。

  在研究中,参与者在一个模拟户外环境中进行一种虚拟现实游戏。他们被要求找到各种物体的位置,比如说水壶和自行车。在进行任务期间,科学家在大脑的内嗅皮层区域探测到定位细胞的活动,这一大脑区域参与到记忆功能,而且会受到老年痴呆的影响。这一发现能帮助揭开人类如何使用类似于老鼠和其它动物的定位机制实现导航。有证据表明,大脑的定位细胞系统参与到早期动物的导航功能。但是在人类中,同样的大脑结构也参与到记忆功能。Jacobs说道:“它能够帮助我们解答许多与空间定位有关的疾病,患有老年痴呆的病人常常迷失方向,或许治疗他们的定位细胞能够有所帮助。”

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