神经科学家利用蝙蝠寻求解开大脑三维空间导航的秘密

发布时间：2023-02-06 08:41

　　揭开人和动物大脑方位感知与空间导航的秘密,一直是一个令人着迷的问题.科学家通过对大鼠和蝙蝠等动物近50年的研究,使我们对大脑二维(2 dimension, 2D)导航的神经基础有了较清楚的认识.研究发现,在海马和内嗅皮质等脑区有专门的导航细胞,包括位置细胞、网格细胞、边界细胞、头朝向细胞等.这些细胞及它们的"细胞域"可为2D空间导航提供"空间认知地图"或"心灵环境地图"和"指南针".然而,人和大量动物都生活在三维(3 dimension, 3D)空间中,大脑如何完成3D空间环境下的定位和导航?近年来,通过对爬行和飞行状态蝙蝠的研究,发现参与2D导航的那些细胞在3D空间下反应特性和模式均发生明显变化;蝙蝠属于社会性和群居性动物,研究还发现在其海马内存在社交位置细胞和目标方向角调谐细胞,分别负责获取环境中其他蝙蝠位置的踪迹信息以及目标的方向信息.由此可见,脑内这些空间定位细胞构成了导航的神经基础,并经过复杂的功能整合,构成了一个位于脑内的"微型全球定位系统",且在细胞水平上阐释了这种高级认知功能的原理.本文简要介绍了Nachum Ulanovsky等人近些年对蝙蝠大脑3D导航的研究.

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【文章目录】：
1 蝙蝠空间导航的神经基础
    1.1 2D空间导航的神经基础
        1.1.1 位置细胞
        1.1.2 社交位置细胞
        1.1.3 网格细胞
        1.1.4 头部朝向细胞
        1.1.5 边界细胞
        1.1.6 空间目标的矢量表征
    1.2 3D空间导航的神经基础
        1.2.1 3D空间中飞行状态下的位置细胞
        1.2.2 3D空间中的网格细胞
        1.2.3 3D空间中飞行状态下的头部朝向细胞
    1.3 3D空间中飞行状态下蝙蝠的导航细胞与其行为之间的关系
2 展望



本文编号：3735681