脑袋里的导航仪

来源 :知识窗 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cugll2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  在没有导航的年代,一个路痴一定要带一个活地图朋友才能安心出门。不过,为什么有人是路痴,有人就是活地图呢?
  此前,我们一直认为这是生活习惯所致,出门出的多了,自然就成了活地图,不常出门的人自然就是路痴。但科学家们显然不满足于这个答案,他们研究后得出:活地图还是超级路痴,关键取决于大脑中的“内置GPS系统”。
  1971年,美国约翰·奥基夫教授用老鼠做实验时发现了一个有趣的现象:他先在老鼠的脑袋上装了一个记录电极,然后把它放到一个空旷的房间里任其自由撒欢儿。奥基夫发现,当小老鼠每次跑到一个特定的地点时,大脑里的一些神经细胞就会被激活,很像是在做记号。奥基夫把这些细胞称之为“位置细胞”,它们存在于大脑的海马体中。
  老鼠通过各种感官从环境中获得特征信息,然后位置细胞就会记录下来,当老鼠再次经过有相同特征的地点时,位置细胞就会活跃起来,它会在不同地方做上記号,并在脑子中组成房间的“地图”。老鼠的大脑将不同的特征信息和空间位置联系起来,就形成了空间记忆。
  可是只有位置细胞并不足以解释空间定位能力。方向是如何感知的呢?1980年,詹姆斯等人发现了大脑中利用前庭系统来产生特定兴奋、感知方向的头部方向细胞。头部方向细胞可以帮助人们感知头部方向,比如当脑袋朝向北方的时候,一组细胞就会很兴奋,当脑袋转向另一个方向的时候,这组细胞就会安静下来,而另一组细胞就开始兴奋了。
  位置细胞确定地点,方向细胞给了方向,那么距离怎么办呢?
  长久以来,科学界认为大脑空间定位能力都来自于海马体。挪威的莫泽夫妇则独辟蹊径,他们在海马体之外的脑区寻找着线索。在位置细胞被发现了30年后,他们在关于大脑记录位置方面有了突破性的进展。经过多年努力,他们在老鼠的大脑中发现了一种全新的神经元——位于海马体附近的内嗅皮层区域内的“网格细胞”。
  實验发现:不同尺度的网格细胞同时给海马体的一个区域投射一个信息,叠加的电位引起了该区域的放电,使得其他区域得不到叠加,此时就形成了一个位置细胞。所以,网格细胞给位置细胞提供了一个最基本位置信息的输入源,通过整合形成了位置信息。这些细胞可以如同地图一样构建出坐标系统,它们与位置细胞一起,在大脑中建立了一套综合定位系统。
  那网格细胞的功能意义是什么呢?比如,动物去寻找食物,一旦找到了食物,就会以最短的距离快速回到窝里,而不是原路返回。如果只有位置细胞的话,就只有路径的信息。而网格细胞的作用,就是在于整合这一路径,计算出两点之间的距离。
  大脑中的这套由位置细胞、网格细胞以及一些其他功能细胞构成的“内置GPS”系统,可以确定身体的空间位置,并使我们能够利用这些信息,在复杂的环境中准确地规划路线,进行导航。当动物或人类进入某一个新环境后,这套系统便会不断地重复学习记忆的过程,持续更新和巩固新环境的空间信息。不同的人,由于细胞的个体差异,导致学习能力有所不同。
  位置细胞形成的空间记忆会随着时间的推移而减退、丢失,也能通过训练来加强,且这种记忆具有一定可塑性,所以那些“路痴”通过训练一样可以成为“活地图”。
其他文献
拍摄《半生缘》之初,许鞍华很快就选准了黎明和吴倩莲分饰男、女主角,而谁来出演剧中曼桢的姐姐曼璐这位风尘女子,她一直犹豫不决。其实在她心中,梅艳芳最合适不过,梅艳芳在《胭脂扣》中风华绝代的表现,曾惊诧四座,那种无需雕琢的风尘感不知征服过多少人的心。但是,当时的梅艳芳事业如日中天,让她出任配角,许导实在难以开口。  许鞍华向陈可辛透露了自己的想法。陈导说他先试探一下梅艳芳,看运气如何。  心急如焚的许
养过猫的朋友都知道,黑白色的猫有不少,有一半黑一半白的,有白色多黑色少的,也有黑色占一大半的。对此,大家都习以为常,没觉得有什么问题。日本有位网友却发现了一个问题:为什么黑白猫都是上面黑肚皮白,有没有上面白肚皮黑的猫呢?答案是否定的。  原来,如果没有色素基因,猫的毛都是白色的。但是,如果一只猫有色素基因,随着胚胎的慢慢发展,在胚胎的脊椎附近就会出现产生色素的细胞。这些细胞开始不断生成色素,颜色也
“重要的事情说三遍”是一句颇有戏谑意味的网络流行語,然而,这句话是有科学依据的。最近一项研究实验证明,大脑在接收信息后,立即重复是增强记忆的最好方法。  该实验向两组受试者放映视频短片,短片放映完后,研究人员让第一组受试者马上回忆视频细节或者口述情节,而没有要求第二组受试者立刻回忆或复述。两周之后,第一组受试者几乎全部记得视频内容,而第二组受试者则把视频内容忘得干干净净。  心理学按照信息保存时间
北京的天安门原本是明清时期皇城的正门,它创建于明成祖朱棣在位的永乐十五年(1417年),当时名为“承天门”。到了清朝顺治八年(1651年),承天门经过改建后,改名为“天安门”。天安门东面和西面原来各有一个门,东面的门叫“长安左门”,也叫“龙门”,西面的门是“长安右门”,也称“虎门”。人们之所以将这两个门称为“龙门”和“虎门”,其实是因为科举考试的缘故。  明清时期,每次科举考试结束后,朝廷都会将金
他们,很会跳舞;他们,都是小丑。  舞台上的三个人很会跳舞。  这次跳的是《小丑》。  本来是跳舞出身,却要在一档喜剧节目中演三个小丑。这三个小丑呢,在大街上卖笑挣饭吃,遇见巡警就捉弄一下,被巡警反捉,就拼命逃。三个人露宿街头,分吃半块饼,天亮了,鸟叫了,大家都醒了,三个小丑走了两个,熬不下去了:一个把红鼻子扔下,一个把盛钱的破毡帽扔下。只剩那个扮演卓别林的,拿着拐杖,他也想走,可是拐杖不肯听他的
购买贩卖机的罐装气泡饮料时,有时因为汽水罐掉落而产生了摇晃,打开后汽水往往喷得满手都是,令人十分尴尬。2015年4月,美国明星科学老师史蒂夫以实验的方式,证实了人们只需敲击瓶身四周三下,就能避免汽水罐“爆炸”所造成的悲剧,着实让大家长了知识。  在实验过程中,我们可以看到,汽水经过摇晃之后,会产生大量的二氧化碳气泡,并附着在杯壁上,从而产生巨大的压力。在这种情况下打开瓶子,压力只能从小小的瓶口释放
台湾有数家美国星巴克咖啡连锁店,去星巴克咖啡连锁店喝咖啡的次数多了,就能感觉到所喝的咖啡味道不一样。这其中有什么奥秘吗?  有的,奥秘就在星巴克咖啡店店员身上穿的围裙上。星巴克店员身上穿的围裙顏色有绿色、黑色和咖啡色三种,每种颜色都有不同的含义。  在星巴克咖啡门市店里店员穿的是绿色围裙,这是三种颜色中最普通的颜色。一般兼职员工和正式员工穿的都是这种绿色的围裙,这代表他们受过公司的统一训练,不管是
你想体验“与鱼共厕”的奇幻感觉吗?日本就有一间这样超梦幻的厕所,令许多女性慕名前去。位于日本兵库县明石市的“Mumin Papa”餐厅,是许多女性闻“厕”而来的餐馆。美食虽为重点,但“厕所”更有不容错过的美景。  原来,餐厅特别为女性设置了专属“水族馆风”的主题厕所,造价高达3000万日元。门外与一般廁所无异,明文标榜仅限女性使用,但门一打开,里面壮丽的海洋景观让人为之一振。这座别有情调的厕所,周
在一次战斗演习中,教官把一颗松子扔到了十几名新兵脚下,接着喊了一声:“手榴弹!”新兵们一听,吓得赶紧撒腿跑开,然后趴在了地上。“果然不出我所料,”教官训斥道,“你们当中没一个人称得上是英雄,就没有一个人敢趴在手榴弹上保护其他人吗?”  过了一会儿,教官又朝他们脚下扔了一颗松子,然后喊了声:“手榴弹!”这次,所有新兵都扑在了那颗“手榴弹”上,只有一名新兵站在原地没动。  “你为什么站着不动?”教官问
1918年,冯玉祥在湖南省常德市出任镇守使。一天,他出门办事,看到两名士兵在路上闲逛。冯玉祥立即从车上下来,他来到其中一个士兵面前,朝着对方深深地行了一个90°的鞠躬礼。  两名正在说笑打闹的士兵被吓得不轻,一时不知该说些什么好。鞠躬之后,冯玉祥挺直身子,表情严肃地对那位惊惶失措的士兵说:“别害怕,我只是给你穿的那双鞋行礼!”那位士兵不由自主地低头看了看自己的鞋子,发现和平常并没有什么异样。  看