諾貝爾生理學-醫學獎:告訴你人類為什麼會迷路【2】

有關位置與路徑尋找的問題長期以來困擾著哲學家和科學家們。200多年前，德國哲學家康德提出我們擁有一些所謂“先驗知識”，它們獨立於人的經驗而存在。他將空間的概念視為思維的內在屬性之一，這是我們感知世界的唯一的方式。隨著20世紀中葉行為心理學的發展，人們開始用試驗方法探究這些問題的答案。當Edward Tolman觀察小鼠在迷宮中的前行方式時，他發現小鼠可以學會如何判斷路徑，並據此提出了“認知地圖”的概念，這種認知地圖形成於大腦中，讓它們得以找到前行的路徑。但問題依然存在——這種地圖究竟如何在大腦內形成？

另據觀察者網查詢，去年4月的《科學》雜志上，挪威卡夫利科系統神經科學研究所等機構的研究人員聯合發表了一篇論文，在觀察到老鼠體內一種特殊的腦細胞網絡點亮后，構建了它們所處位置的一張“心理地圖”，莫澤夫妻都在作者名單當中。

在這項最新研究中，科學家觀察了當老鼠在迷宮中穿梭時，像照明開關一樣打開和關閉的大腦細胞。這項研究能夠讓我們了解大腦如何創建位置感。研究發現海馬回參與到創建心理地圖的工作，但是不太確定的是心理地圖究竟如何形成或者為什麼我們迷路。

過去的研究表明，當動物處於一個新場所時，海馬回中特定的位置細胞會點亮，但是了解哪種腦細胞向位置細胞發送信息被証實是非常困難的。那是因為追蹤大量的未知腦細胞或者說神經元如何連接是極為復雜的，甚至在老鼠等相對簡單的動物中也非常復雜。

研究人員表示，老鼠的大腦隻有葡萄大小，內部大約有5000萬神經元連接在一起。為了觀察老鼠了解新地點的整個過程，研究人員創造了一種病毒，能夠將微型生物光開關插入到老鼠的神經元中。接下來，他們將光導纖維連接到老鼠大腦內，來連接被開關增強的大腦細胞，這樣就使研究人員能夠打開生物光開關並且任意的刺激神經元。最終，他們插入電極來記錄穿梭於不同腦細胞間的電信號。

當老鼠在迷宮內尋找美味食物的時候，研究團隊控制那些生物光開關大約1萬次，這就使科學家們能夠確定不同的神經元。與此同時，他們測量了在這些腦細胞之間傳遞的電信號。通過兩種信息的組合，研究團隊能夠重建老鼠在了解所處位置時點亮的神經網絡。研究結果發現許多不同的細胞類型參與到創建位置感的工作中。這些發現也帶來了之前與位置感無關的細胞的一些問題。

例如，研究人員表示，一個難以理解的事情是不屬於方向感的細胞所扮演的角色。它們將信號發送給位置細胞，但是它們真正的工作是什麼呢?

(責編：牛寧)