科学家证实人类大脑内存在“认路细胞”

据《今日医学新闻》8月6日消息，《自然神经科学》杂志报道了费城德雷赛尔大学大脑认知动力学实验室团队的最新研究发现：与其他动物一样，人类似乎也有一种性能类似于“GPS”的脑细胞。

科学家已经发现，啮齿类及非人类灵长动物的大脑内存在一种网格状细胞，可使动物在不熟悉的新环境中保持对自身位置的定位。网格细胞向定位细胞群传递信号，作为记忆形成关键区域的大脑海马体则接受来自两种细胞的信号。网格细胞与定位细胞的共同协作促使动物形成其所在环境中的记忆图像。

研究证实人脑内存在网格细胞，或为老年痴呆症研究研究提供新方法

虽然，2010年已有研究通过对大脑进行非侵入性的扫描，提示人脑内存在这类网格细胞，但科学家几乎没有机会对活体人脑内单个细胞的性能进行直观的研究。此项最新研究则是首次直接证明了，人脑内存在着具有活性的网格细胞。研究者们因一个癫痫治疗项目得以直接记录人脑的活动。这一项目通过向大脑深处植入电极的方法对癫痫患者进行治疗。

研究者让14名脑部植入电极的癫痫患者进行视频游戏。视频游戏中，受试者通过操控杆在一个完全开放的区域骑行自行车，在这一陌生区域的各个地点找到试验物品。

这一试验分为三个阶段。第一阶段，受试者进行试骑行。在这一阶段中受试者需寻找的目标物体具有正常的可视性。第二阶段，受试者必须从区域地图的中心点出发，寻找目标物体。除非实验对象骑行至物体面前，目标物体都处于不可见状态。第三阶段，受试者被要求直接骑行至特定的某个目标物体。在这些不同阶段中，研究者对患者脑内的独立细胞群活性进行了观察。他们发现，不同时间点，基于患者所处位置的不同，网格细胞的激活亦不同。

与过去动物研究结果一致，人类网格状细胞也存在于大脑的内嗅皮层。内嗅皮层是老年痴呆症病程中首个被影响到的大脑区域。费城德雷赛尔大学大脑认知动力学实验室主管Jacobs认为，研究网格状细胞有助于我们理解老年痴呆症患者为何会失去方向感，甚至可能寻找到改善老年痴呆症患者脑部功能的途径。

网格细胞在认路中扮演关键作用，人在陌生环境也能保持定位

网格细胞因具有三角网格状的模式而得名。网格细胞似乎就是采用这一模式来表示空间位置。试想像你站在布满连锁三角图形的地面上，当你行走时，你便从一个三角走入另一个三角。正如你在这种三角图案上穿行一样，网状细胞似乎就是通过类似的方式激活峰电位映射相应的网状模型。

网状细胞这种与其他脑细胞截然不同的性能，使得大脑能以一种称为“路径整合”的方式进行导航，记录从起始点或者最后一个转向起，个体穿越了多远的距离。

Jocobs认为，三角网格模型似乎在导航过程中扮演着关键作用。“如果没有网格细胞，人类极可能会经常性的迷路，或者只能通过路标进行导航。网格细胞对于维持环境中的方位感是至关重要的。”

JushuaJacobs还强调：这一发现的关键在于，这种网格状模式具有极高的一致性。研究显示，即使前后的环境布局有所改变，人们在陌生环境中仍能保持对自身位置的定位。

研究发起人之一，宾夕法尼亚大学心理学教授，神经系统学家MichaelKahana表示：“人脑网格细胞的现有研究，以及早前发现的专注于单一位置的人海马区‘定位细胞’，为人类及低等动物存在共同的导航映射系统这一理论提供了强有力的证据。”

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