大腦可能以二維方式編碼世界

我們對世界的內在表徵是平面的

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當我們開車去新的地方時,我們會參考二維地圖進行導航,該地圖僅考慮水平面上的距離。根據八月份線上發表在《自然神經科學》雜誌上的研究,哺乳動物的大腦似乎也在做同樣的事情,即使動物在樹上飛奔,深入洞穴,也會將世界摺疊成一個平面。

“我們主觀上感覺我們的地圖是三維的,這是一種錯覺,”倫敦大學學院的行為神經科學家凱瑟琳·傑弗裡說,她領導了這項研究。傑弗裡研究了位於大鼠海馬體及其周圍的一組神經元,這些神經元構建了空間的內在表徵。當動物移動時,這些神經元(稱為網格細胞和位置細胞)會對距離做出獨特的反應,以測量動物在特定方向上移動了多遠的方式開啟和關閉。

過去的研究主要集中在這些製圖細胞如何編碼二維空間。傑弗裡和她的同事決定研究它們對高度變化的反應。為了做到這一點,他們引誘老鼠爬上螺旋樓梯,同時科學家們收集來自單個細胞的電記錄。放電模式幾乎沒有編碼關於高度的資訊。


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該發現為大腦在由身體定向方式定義的平面上跟蹤我們位置的假設增加了證據。例如,如果一隻松鼠沿著地面奔跑,然後徑直爬上一棵樹,那麼它的內部二維地圖只需從水平面轉移到垂直面。宇航員是一些描述過這種體驗的少數人類:當他們在太空中移動到“站”在天花板上時,他們報告說,在他們的心理地圖翻轉過來讓他們感覺再次回到正位之前,會有一瞬間的迷失方向。

研究人員尚不清楚大腦的其他區域是否編碼高度,或者哺乳動物是否根本不需要該資訊即可生存。“也許動物有一個地圖馬賽克,每個碎片都是平面的,但可以以適當的方式定向,”傑弗裡推測。或者也許在我們的頭腦中,世界就是平面的。

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