人类的方向感没什么优势,只属于二维动物。我们在陆地上寻找方向尚可,到了空中、海洋、沙漠和森林,就需要地面导航、雷达导航和记忆导航的帮助。而在空中和海洋生活的动物,如鸟类、鱼类,都是三维动物。它们可以凭借大脑中的导航系统,根据前后左右上下的立体坐标找到方向。
英国伦敦大学学院教授约翰·奥基夫最早发现了动物和人的大脑中的位置细胞,并认定它们是构成大脑定位系统的关键细胞之一。
1971年,奥基夫在记录小鼠大脑内海马体单个神经细胞信号的过程中注意到,当小鼠位于房间内某一特定位置时,一部分神经细胞会被激活;当小鼠在房间内的其他位置时,另外一些细胞显示激活状态。海马体会根据不同的环境产生大量的地图,这些地图在动物所处不同环境时由大量神经细胞共同作用而形成。因此,生物体对环境的记忆,可以用海马体中神经细胞特定激活组合的方式来存储。其本质就是,海马体是大脑中一种内在的定位系统。
仅有位置细胞不足以防止“路盲”和“找不着北”,还必须有运动和空间位置(三维)导航才能让人有正确的方向感。其实,人的大脑中同时存在着二维和三维的导航工具,前者是位置细胞,后者是网格细胞。
挪威科学家通过实验发现了网格细胞的作用。当小鼠经过广阔和复杂的地形时,小鼠大脑临近海马体的另一个名叫内嗅皮层部位的神经细胞被激活。这些细胞会对特定的空间模式或环境产生反应,它们在整体上构成网格细胞。这些细胞组成一个坐标系统,就像人们绘制地图以经线和纬线来划分不同方向和位置的坐标一样。
网格细胞能够判断自身头部对准的方向以及房间的边界位置,它们与位置细胞相互协调,构成一个完整的神经回路。这个回路系统形成了一个复杂而精细的定位体系,就是大脑中的定位系统。
虽然路盲的准确原因还需要更为详尽的研究来破译,但大体上可以推论其原因是大脑中的位置细胞和网格细胞功能减弱,或细胞数量较少,或细胞没有完全被激活,因而出现了导航能力较差,或不能导航等问题。
路盲与位置细胞和网格细胞的功能有关,但也与记忆有关。英国研究人员发现,与其他成年男性相比,伦敦出租车司机的海马体体积更大,形状也不同,这说明大脑中的这一区域对于空间记忆来说至关重要。由于适者生存和用进废退的原理,出租车司机大脑里的位置细胞和网格细胞功能比普通人要强,且有可能这类细胞比普通人更多。
路盲者不妨向出租车司机学习,别总宅在家中,应外出学习辨路识方向。由此,逐步刺激自己大脑中的位置细胞和网格细胞发挥功能,提高辨认方向的能力。
(《北京日报》2.20 张田勘)

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