本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，僅反映作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
有一天，在深海中，我進入了藍色世界。水肺潛水員應該待在一起並沿著珊瑚礁前進，但我卻漂走了。上方、下方和周圍都是柔和的藍色霧靄。壓力錶指標指向安全範圍之外，但也指示空氣充足，這既令人驚訝，又不知何故說得通。
後來我瞭解到，我的水肺潛水夥伴在我快速下沉時把我拉了上來，而且在感覺剝奪的情況下，很快就會出現幻覺，例如我以為我的壓力錶已升至 11。
幾年後，當我深入研究社會神經科學時，我意識到孤獨現象類似於進入藍色世界的體驗。超越空虛感的是，在我們的心理空間中，缺乏作為參考點的社會他人。我們經常將其他人描述為位置：“他和我的關係更近了”；“多年來他們已經疏遠了”；“我有一個緊密的社交圈”；“她肯定在攀登社會階梯”等等。如果不借用空間隱喻，幾乎不可能描述社會關係。
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這是一種語言習慣，還是我們大腦處理社會生活方式中更深層的東西？
我們可以將社會關係視為導航問題：想象一下您來到一個新的城鎮。您需要熟悉鎮上的人們，以便找到工作和住所。一個人走近您；她很友善，喜歡交往。您遇到的另一個人是一位頂級開發人員；他很專橫且虛榮。他的助手則很欽佩他，也願意為您做任何事情。
您會怎麼做？我們可以設想一個以權力和歸屬感為框架的棋盤，每次互動都會使這些角色移動。在這個空間內，我們關係的軌跡不斷演變。他們的路徑講述了友誼和敵人的故事。大腦是否會像追蹤我們在這裡和周圍移動一樣，追蹤社會動態？
為了回答這個問題，我們應該考慮大腦如何導航真實的物理空間。空間導航研究通常記錄動物探索環境時神經元的活動。這種方法揭示了海馬體這一大腦區域中特定位置的神經元：當動物訪問某個位置時，單個神經元會放電，而當它訪問下一個位置時，不同的神經元會放電。將神經元放電疊加在地理地圖上的絕美之處在於，它展示了外部世界如何對映到我們的神經景觀上。
為了檢驗大腦中是否存在類似的社會景觀，我的實驗室使用了一個社互動動遊戲。參與者透過故事情節選擇自己的冒險；他們遇到了不同的角色，並決定如何與他們互動。他們的選擇沿著權力和歸屬感的維度塑造了關係。例如，選擇遵守某個角色的要求會提升她在權力方面的地位。與另一個人進行私人對話會增強該角色與參與者之間的歸屬感。
透過將選擇轉化為二維社會空間中的座標，我們可以詢問大腦是否在故事進行時編碼了角色的位置。考慮一下在您自己和您在此空間中與之互動的每個角色之間繪製的假想線。該線的方向和長度（或向量）將表示每個角色在您的社會空間中的位置。當參與者玩社交遊戲時，使用功能性磁共振成像掃描他們的大腦，使我們能夠搜尋與故事中關係演變過程中角色軌跡相對應的神經訊號。
我們發現海馬體追蹤了該向量的方向，而後扣帶皮層追蹤了其長度。這兩個大腦區域是支援物理空間運動對映的網路成員，它們也追蹤社會型別的軌跡——缺乏任何物理現實但結構和組織類似的抽象軌跡。其他實驗室已經涉足氣味、聲音和各種任意領域的空間。沿著連續維度組織資訊並追蹤它們之間的關係構成了認知地圖。這個概念是由美國心理學家愛德華·托爾曼於 1948 年提出的，現在與神經程式碼相匹配。
隨著利用導航計算的多重空間出現，我們不能再將海馬結構視為大腦的地球 GPS。大腦的導航系統以關係方式組織各個領域的資訊，從物理領域到完全抽象的領域。隨著我們逐步建立對導航計算如何在單個神經元和大腦網路中實現的詳細的、機械的理解，我們正在接近最終的問題：大腦如何將具有多個維度和各種領域的地圖整合到一個連貫的生活空間中？
編者注：這篇文章是與柏林年度“倒下的牆”會議合作製作的，該會議與柏林牆倒塌週年紀念日同期舉行，並展示了來自世界各地的研究人員的工作，包括本文的作者。