虚拟的科学“太空漫步”

为了记住重要事件发生的地点，或者如何从A点到达B点，大脑形成了环境的心理“地图”。这些思维地图的一个重要组成部分是所谓的网格细胞。当不同的网格细胞占据环境中的不同位置时，它们会被激活，从而创造出一种特有的活动模式。这个图案由等边三角形组成，形成一个对称的网格结构。在老鼠大脑中发现的网格细胞被授予了2014年的诺贝尔奖。科学家们怀疑人类的大脑也是如此。我们的思维地图和由网格细胞形成的网格模式允许我们记住一个特定的地点在哪里，并决定它离其他地点有多远。如果网格模式是对称的和规则的，这应该都工作得很好。

然而，如果模式受到干扰，我们的思维地图可能会变得不准确。来自莱比锡马克斯·普朗克认知与神经科学研究所、伦敦大学学院和挪威卡弗里系统神经科学研究所的一组研究人员正在研究这一想法。在英国神经科学家的早期实验中，他们记录了大鼠通过不同围栏时网格细胞的活动。很明显，在某些情况下，网格单元失去了六边形的对称性，并更加不规则地“发射”。如果动物在一个方框中导航，大鼠大脑中完美的网格模式就可以被检测到。然而，如果它通过一个梯形的外壳，网格图案就不那么规则了。

在这种情况下，大鼠网格细胞的坐标系统似乎被扭曲了。这会对我们思维地图的准确性产生影响吗?Christian Doeller和他的同事们认为:“如果我们的大脑真的使用这个坐标系统，它会导致我们的记忆扭曲。”“因此，我们利用虚拟现实技术进行了一项实验，让测试对象学习空间中的不同位置。他们首先在一个正方形的环境中做这件事，那里的坐标系统应该工作得很好，然后在一个梯形的环境中，网格单元的坐标系统应该会变形，”Jacob Bellmund解释道。

参与者戴上虚拟现实眼镜，通过360°运动平台在虚拟环境中导航。每个环境包含6个物体，他们学习哪个物体属于环境中的哪个位置。平台提供了一种真实的跑步感觉，他们的脚在平台上滑行，就像“月球漫步”。实际上，参与者只是在虚拟世界中起步。“然后我们比较了参与者学习姿势的准确程度。正如所料，他们在梯形环境中比在方形环境中表现得更差。在梯形环境中，在狭窄的一半尤为糟糕。这将完全对应于网格单元坐标系统扭曲最大的区域，”Bellmund解释道。

然后，科学家们想知道，即使参与者不再处于不对称的环境中，这些扭曲的记忆是否还会存在。也就是说，他们的心理坐标系统应该是“方形”的。为了做到这一点，他们要求参与者估计物体对之间的距离。贝尔蒙德和他的团队以这样一种方式安排这些物体，使得两对物体之间的实际距离总是相同的。但是，如果参与者的记忆发生扭曲，那么在回忆梯形物体时，同样的距离应该比回忆方形物体时的距离更短。在梯形内，窄的那一半的距离被认为比宽的那一半的距离要长。因此，在扭曲的坐标系中学习到的记忆在后来记忆时也会扭曲。正是我们的心理地图的这些扭曲，我们可以用模型坐标系统来预测，”雅各布·贝尔蒙德说。

MPI的科学家们之前的工作表明，大脑不仅创造出精神地图来寻找道路，而且其他的认知过程也覆盖在我们大脑的导航系统上。