大脑细胞与城市规划有什么联系?

在钢筋混凝土的城市丛林里,我们大多数人会不时迷路。尽管如此,我们的大脑在“导航”(寻找正确方向)方面确实非常了不起。即使我们在日常上下班途中走神了,大脑仍然能够把我们安全地送达目的地——科学家认为,这很大程度上要归功于我们海马体(大脑中与记忆有关的一部分)中的“位置细胞”。
“位置细胞”是2018年公布的一个生物物理学新名词。它是大脑定位系统的一个重要组成部分,会对环境中的特定位置有反应,并在你处于该位置时变得相对活跃。它最早在老鼠的海马体中被发现,后来在啮齿动物、蝙蝠、猴子和人类的大脑中都发现了它。
什么是位置野
研究人员做了一个实验,将老鼠放在一个空旷的方形房间里,并观察它的跑动(老鼠只能沿着地板面活动,因为没有任何可供攀爬的东西)。他们对老鼠的位置细胞进行实时监视,并记录下它变活跃时老鼠所处的位置。这样,他们最终得出了每个位置细胞对应的响应位置,这些位置后来被称为位置细胞的“位置野”。在该实验中,老鼠的位置野通常是圆形的,直径是38~64厘米。
位置野是动物所处环境中的一小块区域,当动物位于该区域时,就激活了动物海马体中的某个位置细胞。不同的位置细胞可能有不同的位置野,当动物到一个新环境时,位置细胞的位置野也立即更新。想一想,同样是黑灯瞎火的情况,在熟悉的家中是不是也比在陌生的环境中更容易识别方向?这是因为我们的位置细胞已经形成了家里各种路线和对象的位置野,而在陌生环境中这部分内容是完全崭新的。
不过,在上述实验中,老鼠所处的环境是完全空旷的、平面的(2D),这种环境它在实验室之外几乎不会遇到。

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本文刊登于《视野》2025年6期
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