哥伦比亚工程大学的神经科学家的一项新研究表明，一种以前未知的人类脑细胞似乎可以帮助人们集中注意力。这一发现揭示了人类导航和记忆的细胞机制，以及在阿尔茨海默病等神经退行性疾病中常见的记忆损伤过程中，大脑的哪些部分可能受到干扰。
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有两种策略，人类和动物导航和定位自己。其中一个涉及定位的地方，距离和方向在“异中心”或其他中心的参照系植根于外部世界。另一种策略是以自我为中心的参照系。
当你使用手机应用程序寻找驾驶方向时，它可能会同时使用这两种导航模式。当你第一次输入地址时，它通常会从一个异中心的角度显示地图上的地址，顶部是“北”，底部是“南”。当你转到路线视图时，它将切换到一个以自我为中心的视角，其中“前”在顶部，“后”在底部。
年，科学家们首次在老鼠身上发现了与异中心参照系相关的脑细胞——例如，“定位细胞”可能表明一个细胞位于某个区域的东北角。其他异中心的空间细胞类型包括当一个人向南航行时可能激活的头部方向的细胞（head-directioncells），或者当边界位于西部时可能响应的边界细胞。
在过去的十年里，研究人员开始研究老鼠大脑是如何映射自我中心参照系的。两年前，达特茅斯学院的科学家们在大鼠的大脑中发现了一个区域，称为后鼻皮质，在这个区域中，自我调节的细胞非常丰富。然而，人们对什么样的脑细胞构成了人类自我中心空间图的基础仍然知之甚少。
哥伦比亚大学生物医学工程系的博士后科学家、这项新研究的第一作者LukasKunz说：“在人类中，由于伦理原因，直接从大脑记录单个神经元的活动几乎是不可能的。有像功能磁共振成像（fMRI）或脑电图（EEG）这样的技术，使我们能够间接测量健康人脑的神经活动，但这种神经活动反映了数百万个神经元的活动总和，这不允许对单个神经元的工作原理作出直接结论。”
在这项新的研究中，来自美国和德国的神经科学家在德国佛雷堡大学医学中心对15名癫痫患者进行了调查。这些志愿者被植入电极，以帮助医生监测他们的病症。
研究人员要求志愿者执行计算机任务，探索他们在虚拟环境中导航和记忆许多不同物体所在位置的能力。同时，科学家们记录了所有参与者多个大脑区域多个神经元的活动。
科学家们发现了多个神经元，这些神经元的行为类似于以自我为中心的空间细胞类型，当虚拟环境的特定部分位于患者的前方、后方、左侧或右侧时，或者当空间中的点接近或远离患者时，这些神经元就会激活。
Kunz说：“我们现在是第一个报道人类以自我为中心的空间细胞类型的团队。”。科学家们在年7月14日的《Neuron》杂志上发表了他们的研究成果。
这些“以自我为中心的承载细胞”很可能在以每个人为中心的心理地图上编码空间信息。这可能对日常生活很重要，当人类试图在自己的环境中定位自己时，以及当他们沿着路线航行时。
这些以自我为中心的承载细胞在海马旁皮质尤其丰富，先前的研究表明，海马旁皮质位于大脑深处，相当于啮齿动物的后鼻皮质。在海马旁皮质的所有神经元中，自我中心的承载细胞约占25%以前的研究表明，大脑这一区域受损的患者会迷失方向，可能是因为他们的自我中心承载细胞受到影响。
研究人员还发现，当患者利用记忆成功回忆他们在虚拟环境中发现的物体的位置时，这些以自我为中心的承载细胞的活动会增加。这表明这些细胞不仅与导航有关，而且在正确记忆过去的经历方面也发挥了作用。
“记忆由多种不同的元素组成，比如一个特定的事件，事件发生的地点，以及事件发生的时间。我们相信这些记忆的不同组成部分有不同的神经系统。自我中心的承载细胞可能特别参与处理记忆的空间信息。”
这些发现可能会说明记忆障碍患者，包括阿尔茨海默氏症等神经退行性疾病患者可能出现的问题。他们的以自我为中心的承载细胞可能无法正常工作，或者可能由于某种原因被破坏，比如中风、脑瘤或痴呆症。
这些新发现并不能回答人们如何应对这种记忆障碍。”在记忆障碍能够被成功治疗之前，还有很多研究要做。”Kunz说。
在未来，研究人员想知道，为什么任何一个特定的以自我为中心的轴承细胞被调整到它所