新發(fā)現(xiàn)的人類腦細(xì)胞類型可幫助人們?cè)谛睦淼貓D中居中

紐約州紐約市——2021 年 7 月 14 日——根據(jù)哥倫比亞工程公司神經(jīng)科學(xué)家的一項(xiàng)新研究，一種以前未知的人類腦細(xì)胞似乎可以幫助人們將自己集中在他們的個(gè)人世界地圖中。這一發(fā)現(xiàn)揭示了人類導(dǎo)航和記憶背后的細(xì)胞機(jī)制，以及在阿爾茨海默氏癥等神經(jīng)退行性疾病中常見(jiàn)的記憶障礙類型期間，大腦的哪些部分可能會(huì)受到干擾。

人類和動(dòng)物有兩種導(dǎo)航和定位自己的策略。一種是在植根于外部世界的“異中心”或以其他為中心的參照系中定位地點(diǎn)、距離和方向。另一種策略涉及以自我為中心的“以自我為中心”的參考框架。

每當(dāng)您使用手機(jī)應(yīng)用程序查找行車路線時(shí)，它很可能會(huì)同時(shí)使用這兩種導(dǎo)航模式。當(dāng)您第一次輸入地址時(shí)，它通常會(huì)從異中心的角度向您顯示地圖上的地址，頂部為“北”，底部為“南”。當(dāng)您轉(zhuǎn)到路線視圖時(shí)，它將切換到以自我為中心的視角，其中“前方”位于頂部，“后方”位于底部。

1971 年，科學(xué)家們首次在大鼠身上發(fā)現(xiàn)了與異中心參照系相關(guān)的腦細(xì)胞——例如，“位置細(xì)胞”可能表明一個(gè)人位于某個(gè)區(qū)域的東北角。其他異中心空間細(xì)胞類型包括在向南航行時(shí)可能會(huì)激活的頭部方向細(xì)胞，或者當(dāng)邊界位于西部時(shí)可能會(huì)響應(yīng)的邊界細(xì)胞。

在過(guò)去十年中，研究人員開始研究大鼠大腦如何映射以自我為中心的參照系。兩年前，新罕布什爾州漢諾威達(dá)特茅斯學(xué)院的科學(xué)家們?cè)诶鲜蟮拇竽X中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)稱為后鼻皮質(zhì)的區(qū)域，其中大量以自我為中心的細(xì)胞。然而，人們對(duì)什么腦細(xì)胞構(gòu)成了人類以自我為中心的空間地圖的基礎(chǔ)知之甚少。

哥倫比亞大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系博士后研究科學(xué)家、這項(xiàng)新研究的第一作者 Lukas Kunz 說(shuō)：“在人類中，由于倫理原因，很少有可能直接記錄大腦中單個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)。”“有像 fMRI 或 EEG 這樣的技術(shù)，可以讓我們間接測(cè)量健康人腦的神經(jīng)活動(dòng)，但這種神經(jīng)活動(dòng)反映了數(shù)百萬(wàn)個(gè)神經(jīng)元的活動(dòng)總和，這無(wú)法直接得出關(guān)于單個(gè)神經(jīng)元工作原理的結(jié)論。 ”

在這項(xiàng)新研究中，來(lái)自美國(guó)和德國(guó)的神經(jīng)科學(xué)家對(duì)德國(guó)弗萊堡大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的 15 名癲癇患者進(jìn)行了調(diào)查。這些志愿者被植入了電極，以幫助醫(yī)生監(jiān)測(cè)他們的疾病。

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