科学家首次发现人类认路细胞 系网格细胞网络
我们都有迷路的经历。幸运的是,动物大脑中帮助寻找道路的特殊细胞现在第一次在人类中被发现。这一发现可能会让那些在寻找治疗方法上有困难的人得到更好的治疗。
我们知道动物用三种细胞来寻找自己的路。当动物面向特定方向时,定向细胞受到刺激。当一只动物在一个特定的位置时,它的定位细胞会激活。当它四处移动时,网格细胞将被周期性地刺激。
科学家在人体内发现了定向细胞和定位细胞,但是网格细胞的迹象只在一些脑部扫描中出现。
为了找出这些细胞是否存在于人脑中,德雷克塞尔大学的约书亚·雅各布斯和他的同事测试了14名志愿者。这些志愿者在大脑中植入电极来治疗癫痫。
研究人员让志愿者玩一个电脑游戏来记录他们大脑中一系列单个细胞的活动。在这个电脑游戏中,志愿者在一个开放的空间里开车。他们搜寻一些物品,并记住它们是在哪里找到的。然后,他们必须尽快再次定位这些物体,但是这一次,除非志愿者到达正确的目的地,否则他们看不到这些物体。
计算机的虚拟环境缺乏特定的视觉线索来指示物体的位置。这是因为研究人员希望志愿者能够形成物体位置的心理图像。这要求他们使用网格单元。
研究人员发现,单个细胞有规律地放射出来,形成类似于动物大脑中看到的三角形模式。像动物一样,这些单细胞大多位于内嗅皮层和扣带皮层。内嗅皮层负责导航和记忆,而扣带皮层与学习有关。然而,令人有些惊讶的是,一些细胞出现在前额叶皮层,这与新情境记忆的形成有关。情境记忆是对特定时间和空间中一系列事件的记忆,比如在街上遇见一个久违的朋友。
“这是一项令人兴奋的研究。这是人类拥有网格细胞的第一个直接证据,”荷兰尼姆大学的克里斯蒂安·德雷勒说。特别有趣的是,在内嗅皮层外观察到网格细胞。“他说,这可能表明人类有一个更大的网格细胞网络来帮助我们形成情境记忆。
雅各布斯说,阿尔茨海默氏病患者的内嗅皮层有不寻常的活动,这些患者有时很难找到自己的路。雅各布斯说:“对于那些很难找到路的人来说,我们对任何神经回路的发现都非常有帮助。我们也许能够开发一些药物或大脑刺激技术,并利用这些技术来提高网格细胞的活性。”
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