人类为何不迷路？(2)
20世纪80年代，奥基夫发现大脑中的位置细胞后，莫泽夫妇就感到这一研究不仅有意思，而且意义重大，因而投入到对大脑空间记忆的研究中。莫泽夫妇反复对小鼠进行实验发现，当小鼠经过更广阔和复杂的地形时，小鼠大脑海马体中一个名叫内嗅皮层部位的神经细胞发生激活。这些神经细胞会对特定的空间模式或环境产生反应，它们在整体上构成所谓的网格细胞。这些神经细胞组成一个坐标系统，就像人们绘制的地图以经线和纬线来划分一个个不同方向和位置的坐标，从而让空间和地面导航成为可能。
内嗅皮层区域的其他细胞能够判断自身头部对准的方向以及房间的边界位置，这些细胞与位于海马体内的位置细胞相互协调，构成一个完整的神经回路。这个回路系统构成了一个复杂而精细的定位体系，这就是人和动物大脑中的定位系统。
莫泽夫妇早在奥斯陆大学上学时就接受电生理学家皮尔·安德森的指导，在切除小鼠的海马体进行研究时发现，海马体的一侧在空间记忆方面要比另一侧重要得多。大学毕业后，莫泽夫妇到位于特隆赫姆的挪威科技大学任助理教授。正是在这段时间，他们发现了网格细胞。
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他们向解剖学家请教后认识到，要准确探索小鼠大脑电流的情况必须将电极插到小鼠大脑合适的位置。内嗅皮层是大脑后下方一处垂直方向上的微小组织。过去，研究人员对这一不起眼的组织并没有太多关注，因为这个部位除了非常难于接触外，还在于其一侧有一条血管经过，在这里进行操作可能引起致命后果。因此，植入电极的最佳位置是避开血管，并在靠近大脑皮层的地方。
他们把灵敏度极高的电极植入小鼠大脑，可以记录到来自小鼠内嗅皮层单个神经细胞的信号。他们让小鼠在实验盒子中行走，并持续记录它们的大脑电信号。这些信号会被送入计算机并匹配这些神经细胞被激活时小鼠在盒子中所处的位置。通过这种方法，他们观察到从内嗅皮层传导出的大量大脑的信息流，这是一个突破性的发现。
但是，对于记录到的小鼠大脑的这些总是重复的信号有什么意义，莫泽夫妇还不能确定。不过，一个假设在他们头脑中显现，如果能让小鼠的活动范围更大，那么小鼠大脑中出现的信号就有可能显现出更大的尺度，也更容易体现其意义。于是，他们把小鼠装入更大的盒子中让小鼠奔跑。结果，计算机上的图形模式渐渐清晰起来，这是一个呈六边形的网格形状，就像一个蜂巢。
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然而，在小鼠行走的盒子里并没有六边形状存在，这一形状是在小鼠的大脑内抽象地形成并叠加在环境背景之上的，当小鼠经过这一抽象六边形上的某一点时，某一对应的神经细胞就会被激活。于是，莫泽夫妇终于意识到，这就是大脑空间的经纬系统，也即大脑的图形语言，大脑正是依靠这种语言来描绘周围的空间环境的。2005年，莫泽夫妇正式发表了他们的研究结果。
大脑定位系统的数学原理
奥基夫发现的位置细胞对于人们了解大脑如何产生创造行为具有重要作用，莫泽夫妇发现的网格细胞则让人意识到，这些细胞是在帮助大脑划分空间，精确计算所处空间起点到目标位置的距离。这两种细胞的发现不仅帮助科学家在“了解不同类别神经细胞如何协调工作、执行更高大脑机能”方面带来重要转变，而且从理论高度解释了为何人们会不迷路。
深入解读莫泽夫妇的研究结果就会发现，人的大脑中的网格细胞遵循着一些严格的数学公式在运行，这些数学公式的产生也得力于神经细胞的排列位置。例如，那些产生较小图形以及较窄空间间隔的细胞都位于内嗅皮层的顶部，而那些产生较大网格的细胞则位于底部的位置。
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此外，那些产生相同大小与方位图形的细胞似乎都聚集在一起，形成一个独立单元。这些单元沿着内嗅皮层上下方向分布的顺序排列，并且所有这些单元从小到大，都有着相同倍数的关联。这种倍数关系是一种简单的数学公式，但又让大脑容易记住空间位置。
另一方面，在小鼠大脑中，那些对应盒子边界不同位置的网格细胞无规则地散布在整个内嗅皮层结构之中。如果这样的结构也存在于人的大脑之中，就会在人们无意识的情况下发挥导航功能，因为大脑中的网格细胞会在人们经过任何地方时自动记录所处的位置。
此外，网格细胞也展示了人们大脑中另一种数学能力，即对几何图形的辨识。因为数学家发现，六边形是借助最小网格数量形成最高空间分辨率的最优化图形方案。
有了大脑中的位置细胞和网格细胞，无论人们是在旅游探险，还是在大街上行走，都会确保不迷失方向，因为大脑中已经有了地图。没有这些定位系统细胞，人们就很难生存。
当然，大脑定位系统的发现还有其他意义。奥基夫发现位置细胞为人类的认知带来了革命，而莫泽夫妇发现网格细胞不仅有助于人们了解记忆产生的过程，解释人们经常依据地点回忆起事件的现象，而且还能依靠这一发现提供防治阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)的线索。, http://www.100md.com(冬雪)
内嗅皮层区域的其他细胞能够判断自身头部对准的方向以及房间的边界位置，这些细胞与位于海马体内的位置细胞相互协调，构成一个完整的神经回路。这个回路系统构成了一个复杂而精细的定位体系，这就是人和动物大脑中的定位系统。
莫泽夫妇早在奥斯陆大学上学时就接受电生理学家皮尔·安德森的指导，在切除小鼠的海马体进行研究时发现，海马体的一侧在空间记忆方面要比另一侧重要得多。大学毕业后，莫泽夫妇到位于特隆赫姆的挪威科技大学任助理教授。正是在这段时间，他们发现了网格细胞。
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他们向解剖学家请教后认识到，要准确探索小鼠大脑电流的情况必须将电极插到小鼠大脑合适的位置。内嗅皮层是大脑后下方一处垂直方向上的微小组织。过去，研究人员对这一不起眼的组织并没有太多关注，因为这个部位除了非常难于接触外，还在于其一侧有一条血管经过，在这里进行操作可能引起致命后果。因此，植入电极的最佳位置是避开血管，并在靠近大脑皮层的地方。
他们把灵敏度极高的电极植入小鼠大脑，可以记录到来自小鼠内嗅皮层单个神经细胞的信号。他们让小鼠在实验盒子中行走，并持续记录它们的大脑电信号。这些信号会被送入计算机并匹配这些神经细胞被激活时小鼠在盒子中所处的位置。通过这种方法，他们观察到从内嗅皮层传导出的大量大脑的信息流，这是一个突破性的发现。
但是，对于记录到的小鼠大脑的这些总是重复的信号有什么意义，莫泽夫妇还不能确定。不过，一个假设在他们头脑中显现，如果能让小鼠的活动范围更大，那么小鼠大脑中出现的信号就有可能显现出更大的尺度，也更容易体现其意义。于是，他们把小鼠装入更大的盒子中让小鼠奔跑。结果，计算机上的图形模式渐渐清晰起来，这是一个呈六边形的网格形状，就像一个蜂巢。
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然而，在小鼠行走的盒子里并没有六边形状存在，这一形状是在小鼠的大脑内抽象地形成并叠加在环境背景之上的，当小鼠经过这一抽象六边形上的某一点时，某一对应的神经细胞就会被激活。于是，莫泽夫妇终于意识到，这就是大脑空间的经纬系统，也即大脑的图形语言，大脑正是依靠这种语言来描绘周围的空间环境的。2005年，莫泽夫妇正式发表了他们的研究结果。
大脑定位系统的数学原理
奥基夫发现的位置细胞对于人们了解大脑如何产生创造行为具有重要作用，莫泽夫妇发现的网格细胞则让人意识到，这些细胞是在帮助大脑划分空间，精确计算所处空间起点到目标位置的距离。这两种细胞的发现不仅帮助科学家在“了解不同类别神经细胞如何协调工作、执行更高大脑机能”方面带来重要转变，而且从理论高度解释了为何人们会不迷路。
深入解读莫泽夫妇的研究结果就会发现，人的大脑中的网格细胞遵循着一些严格的数学公式在运行，这些数学公式的产生也得力于神经细胞的排列位置。例如，那些产生较小图形以及较窄空间间隔的细胞都位于内嗅皮层的顶部，而那些产生较大网格的细胞则位于底部的位置。
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此外，那些产生相同大小与方位图形的细胞似乎都聚集在一起，形成一个独立单元。这些单元沿着内嗅皮层上下方向分布的顺序排列，并且所有这些单元从小到大，都有着相同倍数的关联。这种倍数关系是一种简单的数学公式，但又让大脑容易记住空间位置。
另一方面，在小鼠大脑中，那些对应盒子边界不同位置的网格细胞无规则地散布在整个内嗅皮层结构之中。如果这样的结构也存在于人的大脑之中，就会在人们无意识的情况下发挥导航功能，因为大脑中的网格细胞会在人们经过任何地方时自动记录所处的位置。
此外，网格细胞也展示了人们大脑中另一种数学能力，即对几何图形的辨识。因为数学家发现，六边形是借助最小网格数量形成最高空间分辨率的最优化图形方案。
有了大脑中的位置细胞和网格细胞，无论人们是在旅游探险，还是在大街上行走，都会确保不迷失方向，因为大脑中已经有了地图。没有这些定位系统细胞，人们就很难生存。
当然，大脑定位系统的发现还有其他意义。奥基夫发现位置细胞为人类的认知带来了革命，而莫泽夫妇发现网格细胞不仅有助于人们了解记忆产生的过程，解释人们经常依据地点回忆起事件的现象，而且还能依靠这一发现提供防治阿尔茨海默氏症(老年痴呆症)的线索。, http://www.100md.com(冬雪)