科學家發現人類認路細胞系網格細胞網絡
我們都有迷路的經驗。幸運的是,動物大腦中幫助認路的特殊細胞如今在人類身上得以發現。這個發現或許可讓認路有困難的人得到更好治療。
我們知道,動物使用3種類型的細胞來認路。動物面臨一個特定方向時,方向細胞會得到激發。動物處于一個特定地點時,它的位置細胞會激發。而隨著它四處活動,網格細胞會定期激發。
科學家已經在人類身上發現了方向和位置細胞,但是網格細胞的存在跡象只是在一些大腦掃描過程中才顯露出來。
為了探尋人類大腦中是否確實存在這些細胞,美國德雷克塞爾大學的約書亞·雅各布斯和同事對14名志愿者進行了測試。這些志愿者都為治療癲癇而在大腦中植入了電極。
研究人員讓志愿者玩一個電腦游戲,從而記錄他們大腦中一系列單細胞的活動情況。在該電腦游戲中,志愿者駕車行駛在開闊空間中,他們要搜尋一些物體,并記住他們找到物體的地點。然后,他們必須盡快再次確定這些物體的位置,不過這次,除非志愿者到達正確的目的地,否則他們就無法看到這些物體。
電腦的虛擬環境缺乏特定的視覺線索來提示物體的位置。這是因為研究人員希望志愿者能對物體的位置形成一個心理圖像。這要求他們使用網格細胞。
研究人員發現,單細胞有規律地進行發射,形成類似動物大腦中可見的那種三角形模式。同動物的情況一樣,這些單細胞大多數存在于內嗅皮層和扣帶皮層中。內嗅皮層負責導航和記憶,而扣帶皮層同學習有關。但令人有點意外的是,一些細胞出現在同形成新的情景記憶有關的前額葉皮層上。情景記憶是對某個時空發生的一系列事件的回憶,例如在大街上偶然遇到一位久違的朋友。
荷蘭奈梅亨大學的赫里斯蒂安·德勒爾說:“這是一項令人興奮的研究,這是人類擁有網格細胞的*直接證據。尤其有趣的是,在內嗅皮層外觀察到了網格細胞。”他說,這或許說明,人類擁有一個更大的網格細胞網絡來幫助我們形成情景記憶。
雅各布斯說,阿爾茨海默病患者的內嗅皮層會出現不同尋常的活動,這些患者有時在認路方面存在困難。雅各布斯說:“對存在認路困難的人來說,我們對有關神經回路的任何發現都會很有幫助。我們或許可以研發一些藥物或大腦刺激技術,并利用這類技術來改善網格細胞的活動。”
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