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大脑是如何知道你在哪里的想知道你为什么会 [复制链接]

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#科学了不起#在这篇文章中,我们将讨论“位置细胞”以及、其他类型的脑细胞,它们赋予我们的大脑一个内部地图功能,在我们每个人体内充当一个天然的“导航系统”,帮助我们在不同的地方找到路。

大脑在与自己战斗

上周,我本来打算去一个地方逛街,结果却在不知不觉中到达了另一个地方,为什么呢?

事实证明,在我们的大脑中,有不同的部分负责“我应该去哪里?”有时这些大脑区域会对这个问题给出不同的答案。

当出发时,大脑的一个区域告诉我:“从你经常路过的那条路走”,而另一个区域说:“等等,今天,你需要脱离你的习惯,去一个新的地方”。“问题是,有时负责养成这种习惯的大脑区域会占上风,让我们去到一个不是我们本来要去的地方。

可以想象一下,我们的大脑有两个系统。暂且我们叫“系统一”已经“系统二”,系统一工作更快,而且会下意识的工作,仿佛可以自动开启。而系统二,工作更慢需要集中精力才能操作,但允许我们完成更复杂的任务。系统二需要我们有意识地去注意,而这时候我们不知道系统一在做什么,因为它往往在我们不需要它的时候继续自动运作。

比如我们要去一个地方,需要走和平常不一样的一条路,为了确保走不一样的路,我不得不让系统二负责接管,但是这时候来了一个电话,系统二忙着接电话,所以系统一暂时接管,出于习惯,我走到了我平常走的路(这跟我们接电话时别人拿东西给我们,我们下意识接住是一个道理)。

大脑内部的地图

实际上就相当于系统二是一个灵活的系统,它允许我们找到我们以前没有去过的地方。想象一下,我们每个人都有一个小地图储存在我们的大脑里。这张地图是什么?它允许我们做什么?在人类的大脑中,有一个叫做海马区的大脑区域与记忆和导航有关。

我们认为它是系统二的一部分。海马体包含的大脑区域负责在不太熟悉的地方导航。人类、猴子和老鼠的海马体执行同样的导航功能。

所有这些动物都需要找到从一个地方到另一个地方的路,所以它们在负责这项任务的大脑区域也就不足为奇了。海马体不仅存在于人类身上,也存在于其他哺乳动物身上(比如老鼠),这一事实支持了所有哺乳动物都有一个共同祖先的观点,他们生活在数百万年前。

位置细胞和其他细胞

年,海马体研究取得了重大突破。研究者们在一只老鼠的海马体中发现了非常特殊的脑细胞。他们发现当老鼠出现在特定位置时,海马体中的这些特殊细胞会做出反应(即向其他细胞发送脑电波)。

然而,当老鼠在另一个位置时,这些细胞是安静的,不带电波的。

有人指出这些细胞形成某种形式的内部地图在大脑中(或人类,猴子),这有助于它知道它在哪里以及如何找到它的方法。这张地图有点像一个内部的“导航系统”,存在于所有的哺乳动物中,帮助它们从一个地方到另一个地方。

科学家们认为动物的脑细胞主要被两件事占据:感觉(视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉)和运动。当时我们知道,大脑细胞会对我们的五种感觉做出反应,但“位置”这个概念远没有那么明确。细胞对特定的“位置”作出反应是什么意思?

“一个地方如何被定义?”无论如何,这都不是一个简单的问题,但是,近50年后,有如此多的实验都支持定位细胞的存在,因此很难反对它们。

自从20世纪70年代发现定位细胞以来,人们发现了许多其他类型的负责导航的脑细胞。

另一种重要的导航细胞叫做网格细胞,是海马附近的一种神经细胞,当动物通过某些六边形的特定点时,网格细胞就会活跃起来。

年,一位教授在挪威的一个实验室里发现了这种细胞。靠近海马体的大脑区域包含脑细胞,这些脑细胞可以创建以六边形为基础的空间地图。

这有点像说大脑在纸上用正方形绘制世界地图,只是用六边形代替正方形。这些六边形类似于自然界中其他有六边形的地方,比如蜂巢。

未来会怎样?现在已经发现了不同类型的细胞在大脑内部图谱中共同工作,这项研究的中心目标之一就是找出这些细胞是如何工作的,也就是说他们是如何识别一个“地方”的细胞。

我们研究大脑如何决定什么重要,什么不重要。此外,大脑研究背后的技术在过去的50年里有了巨大的进步。

现在我们身处在一个大数据的新时代,在这个时代我们可以记录来自大脑的数百万个信号。

现在最大的挑战是破译所有这些信号,以回答我们开始时的基本问题——大脑是如何知道我们在哪里的?

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