大脑并不像GPS那样导航

神经科学家对网格细胞的发现,被普遍称为大脑的GPS,被誉为一项重大发现。但新的研究结果表明,这个系统比任何人想象的都要复杂。

就像开车的司机一样,大脑需要一些基本的导航工具来四处走动,这不是一个无聊的类比。事实上,科学家们已经发现脑细胞类似于速度计、指南针、GPS甚至碰撞警告系统。

然而,斯坦福大学的研究人员在4月6日的报告中称,这个简单的类比可能掩盖了我们大脑绘制世界地图的更复杂方式官方manbetx手机版神经元.虽然我们内部导航系统中的一些神经元看起来很像速度计或指南针,但其他许多神经元运作灵活,每个神经元都编码导航变量的动态组合,就像指南针在市中心行驶时以某种方式转换成GPS一样。

医学院神经生物学助理教授、斯坦福Bio-X和斯坦福神经科学研究所(Stanford neuroscience Institute)成员丽莎·吉奥科莫(Lisa Giocomo)说,这一发现可能会改变我们对大脑导航的看法。事实上,它甚至可能挑战我们关于神经元如何工作的最基本假设之一。

从边界开始

该项目始于2014年,当时Giocomo和应用物理学助理教授Surya Ganguli获得了Bio-X种子基金,以更深入地研究大脑是如何找到自己的方式的。同年,因发现网格细胞而获得诺贝尔奖,网格细胞是一种特殊的神经元,可以帮助动物跟踪它们在环境中的位置。当时,它们被誉为大脑的GPS。

但有些地方出了问题:虽然一些神经元的行为与网格细胞的行为大致相符,但大多数神经元只提供嘈杂、容易出错的导航,就像坏了的GPS一样。这让Ganguli、Giocomo和斯坦福神经科学研究所(Stanford neuroscience Institute)的研究生凯·哈德卡斯尔(Kiah Hardcastle)想知道大脑是否有办法纠正这些错误。

事实证明,大脑确实有一种方法:边界细胞,之所以如此命名,是因为它们在接近墙壁和其他地标时会放电。通过追踪老鼠在一个方形盒子周围行走时的神经元活动,研究小组发现,边界细胞有助于重置任性的网格细胞,就像在一个熟悉的地方绊倒,帮助迷失方向的人重新定位一样。

这一发现发表于2015年,在那之前,没有人知道网格细胞是如何在长距离无差错地跟踪位置的。但更令人惊讶的事情还在后头。

详见news.stanford.edu

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