在城鎮中不熟悉的地方漫步後，您能感覺到朝哪個方向走才能回到地鐵站或您的汽車嗎？ 如果可以，您要感謝您的內嗅皮層，這是一個最近被確定為負責我們方向感的腦區。 該區域訊號的變化甚至可以解釋為什麼有些人比其他人更擅長導航。
這項新工作增加了人們對我們大腦如何知道我們身在何處的理解。 該領域的開創性發現為約翰·奧基夫贏得了去年的諾貝爾生理學或醫學獎，他是倫敦大學學院的神經科學家，他發現了海馬體中的“位置細胞”，海馬體是一個與記憶最相關的腦區。 當我們移動到特定位置時，這些細胞會被啟用，因此它們中的一組會形成環境地圖。
奧基夫與他的前學生愛德華·莫澤和梅-布里特·莫澤分享了該獎項，他們現在都在挪威卡夫利系統神經科學研究所工作，他們在內嗅皮層（海馬體附近的區域）發現了“網格細胞”。 網格細胞被稱為大腦的 GPS 系統。 人們認為它們告訴我們我們相對於起點的方位。
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第三種類型——頭朝向細胞，也在內嗅區發現——當我們面向特定方向（例如“朝向山”）時會放電。 這些專門的神經元似乎共同實現了導航，但具體如何實現仍不清楚。 例如，除了知道我們面向哪個方向之外，我們還需要知道朝哪個方向行進。 在這項新研究之前，人們對大腦中如何或在何處產生這種目標方向訊號知之甚少。
由倫敦大學學院的雨果·斯皮爾斯領導的一個研究團隊，要求 16 名志願者熟悉一個虛擬環境，該環境由一個方形庭院組成，每面牆上都有景觀（例如森林或山脈），每個角落都有獨特的物體。 然後，他們掃描參與者的大腦，同時向他們展示來自環境的檢視，並要求他們指出不同物體位於哪個方向。
當志願者面向每個方向時，內嗅區顯示出獨特的活動模式——這與頭朝向細胞應有的行為方式一致。 然而，研究人員發現，無論志願者是面向特定方向還是僅僅思考它，都會出現相同的模式。 該發現表明，發出頭朝向訊號的相同機制也模擬目標方向。 大腦究竟如何在兩者之間來回切換尚不清楚，但研究人員認為，大腦可能會先發出您面向哪個方向的訊號，直到您有意識地決定考慮要去哪裡，此時相同的細胞會執行模擬。
有趣的是，參與者的目標方向訊號越一致，他們就越能正確回憶起目標物體位於哪個方向，這可能為導航能力差異提供基於大腦的解釋。 然而，應該謹慎解釋這些結果。 “表現越差可能會導致效果越弱，這有很多種方式，”在倫敦大學學院領導另一個研究這些系統的團隊的尼爾·伯吉斯警告說。 例如，如果參與者的注意力不集中，她或他不僅表現會更差，而且還會產生較少相關的腦活動。
這項工作可能具有臨床相關性。 導航能力通常是痴呆症（如阿爾茨海默病）的早期受害者，因為內嗅區是最早受到影響的區域之一。 斯皮爾斯的研究小組正在與醫生合作開發測試，以幫助識別缺陷並可能衡量疾病進展。