大腦 GPS網(wǎng)絡(luò)允許大腦在休息時(shí)跟蹤位置

加州大學(xué)舊金山分校的科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一個(gè)腦細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)，可以讓動(dòng)物在不穿過(guò)空間移動(dòng)時(shí)(例如在進(jìn)食、進(jìn)行社交互動(dòng)或睡覺(jué)時(shí))跟蹤自己所在的位置。這項(xiàng)新研究填補(bǔ)了長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的大腦 GPS 系統(tǒng)研究中的一個(gè)關(guān)鍵空白，迄今為止，該系統(tǒng)主要是通過(guò)細(xì)胞來(lái)描述的，這些細(xì)胞在包括人類(lèi)在內(nèi)的動(dòng)物移動(dòng)時(shí)變得活躍，從而幫助導(dǎo)航。通過(guò)特定地點(diǎn)。

加州大學(xué)舊金山分校生理學(xué)教授、這項(xiàng)新研究的資深作者 Loren Frank 博士說(shuō)：“移動(dòng)時(shí)的體驗(yàn)與靜止時(shí)的體驗(yàn)不同。”該研究發(fā)表在 3 月 2 日的《自然》在線(xiàn)期刊上。“當(dāng)你為一次旅行創(chuàng)造回憶時(shí)，你會(huì)經(jīng)歷所有不同地方的記憶，但當(dāng)你只在一個(gè)地方時(shí)，你會(huì)有另一類(lèi)經(jīng)歷，并且我們的工作表明大腦實(shí)際上以不同的方式處理這些經(jīng)歷。”

Frank 是霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所 (HHMI) 的研究員，也是加州大學(xué)舊金山分校卡維利基礎(chǔ)神經(jīng)科學(xué)研究所的聯(lián)合主任。

2014 年，諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)表彰了大腦“位置細(xì)胞”和“網(wǎng)格細(xì)胞”的發(fā)現(xiàn)，它們共同構(gòu)成了動(dòng)物賴(lài)以導(dǎo)航的認(rèn)知繪圖系統(tǒng)。位置細(xì)胞存在于大腦海馬體(對(duì)記憶至關(guān)重要的結(jié)構(gòu))中，當(dāng)動(dòng)物經(jīng)過(guò)特定的空間位置時(shí)，位置細(xì)胞會(huì)強(qiáng)烈放電。內(nèi)嗅皮層中的網(wǎng)格細(xì)胞像位置細(xì)胞一樣放電，但以重復(fù)的空間位置模式進(jìn)行放電。

在最近的工作中，弗蘭克和其他人表明，當(dāng)動(dòng)物不移動(dòng)時(shí)，它們偶爾會(huì)“重放”早期的位置細(xì)胞放電序列，這可能是為了長(zhǎng)期存儲(chǔ)的心理演練，或者是規(guī)劃未來(lái)位置的一種方式。訪(fǎng)問(wèn)。但由于位置細(xì)胞被認(rèn)為主要在動(dòng)物行走或奔跑時(shí)活躍，因此尚不清楚動(dòng)物在不移動(dòng)時(shí)是否或如何跟蹤位置。

為了探索這個(gè)問(wèn)題，加州大學(xué)舊金山分校研究生 Kenneth Kay 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)使用了一個(gè) W 形迷宮，其中在三個(gè)不同的地點(diǎn)設(shè)有獎(jiǎng)勵(lì)，然后訓(xùn)練老鼠按特定順序在三個(gè)地點(diǎn)之間行走。這項(xiàng)研究設(shè)計(jì)確保動(dòng)物不僅在迷宮中經(jīng)歷運(yùn)動(dòng)期，而且在接受獎(jiǎng)勵(lì)和考慮下一步在迷宮中去哪里時(shí)經(jīng)歷靜止期。

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