我们在找路时，大脑在干什么？

来源于微信公众号：笔记侠(ID：Notesman)

笔记达人 | 肖林、羽晗

封面设计 & 责编 | 智勇

内容来源：2019年9月4日，在中欧创业营第七期剑桥毕业模块，2014年诺贝尔生理学/医学奖得主，伦敦大学学院认知神经学教授John O’keefe 进行了题为《大脑GPS系统&脑科学未来趋势》的精彩分享。

活动笔记•文化生活

笔记邀您阅读前，先思考：

我们在找路时，大脑在干什么？

为什么老年人更容易得老年痴呆症？

一、线路思维与地图思维

我们先从一个非常简单的问题开始讨论：我们怎样去找到某个具体的地址和位置？

假如我们在剑桥的罗宾森学院，现在要去国王学院参观，之后要再回到罗宾森学院，要如何走？

1.两种找路策略

我们有两种不同的策略：一种是找路的方式，就是按照路线走；一种是看地图走。

路线是什么？就是一系列的指令，看到什么做什么这样一种指令。

你从国王学院的后门出发，穿过剑河，到皇后路的时候右转，走个几百米，经过纪念园后再往前走，到路口的时候左转进入百利尔步行道，在叉路口左转，到路口再左转，进入格林治路，很快在右手边就能看到罗宾森学院，这就是一系列的指令，非常具体的指令。

路上会有一些地标，看到地标你知道自己在什么位置，知道自己没走错，你继续往前走，它有非常具体的指令。

它的目标是什么？就是要你最终到达某个地点。大家会注意到，这样的指令，对于一个具体目标来说很有用，是专门为解决这个目的而做的。但如果换一个目标，要去别的地方，那就麻烦了。

这些指令简单易理解，但只要终点和起点换了就没法用了，这个叫路线的方法。

跟它形成对比的是另外一种方法，就是我扔给你一个地图，告诉你现在所在的位置，再指出你的目标在哪，你自己去找。这是地图策略。

你可能走的路线跟前面讲的路线一样，或者你可以找别的路线，地图并没有限制你的路线，没有严格告诉你应该怎么走。你可以自己设计路线，任何两点之间给你一张地图都可以自己设计路线。

地图含有大量信息，信息密度非常大，地图非常的灵活。

2.两种找路策略的异同

如果你按照路线走，迷路了，你就不知道自己在哪，也回不去了。

如果你按照地图走，就可以有很多不同的路线，你知道你现在在哪，你就可以设计不同的路线到目的地。实际上你可以自己开发，理论上来说有无限的路线，从地图上可以自己开发无穷的路线。

路线死板、不灵活、僵化，但是更容易使用，也更快速；而地图很灵活，它不受噪音干扰，但是你得不断确认位置，速度可能更慢。

路线信息不多，而地图蕴含了大量的信息。

路线便利性更好，而地图有点难你要学习，你得先知道我自己在哪，目的地在哪，北在哪，才有可能到达目的地。

这就是地图和路线之间的关系，地图给你提供了无数的路线，它们是两种不同的方法。

大脑遵循的就是地图的认知方式，它能够把很多的主题联系起来。

我们看到路线图的动机就是要到达目的地，而地图则是为了满足好奇，你得先有个地图才能使用。

大脑遵循地图的认知方式，不仅仅局限于我们人类，动物也是。当一个动物进到一个陌生的环境当中，这个动物做的第一件事情就是来了解这个环境，画一个地图出来。

3.焦虑水平会影响我们的行为

如果我在很恐惧的选择用路线或者用地图，这个时候我肯定会用路线。人的焦虑水平会决定我们在学习新东西，或者找路的时候使用哪种方法。

由此，我们可以引导人们采取哪种学习方式，通过调整他的焦虑水平就可以引导他的行为。恐吓他，让他害怕，就会改变他的行为。

4.通过游戏来研究人类如何认路和识别方向

通过研究大鼠，我们发现了空间细胞，它在海马体之中，像是大脑内置的导航系统，帮助动物来找路。

但是光是研究大鼠还不够，人类跟大鼠不一样，我们需要研究人。1999年中期，电子游戏出现了，它便宜，还给我们打造了研究人脑方向识别的环境。

我们把游戏内容打造成了一个实验环境，让参与实验的人来玩这个游戏。他们先玩一个小时游戏，熟悉环境之后，把他的头放到扫描仪里，他们边在游戏里完成任务，我们边扫描他们的大脑。

在看这些大脑扫描图时，当我们使用地图策略时，大脑里有两个部分比较活跃：海马体和顶叶。也就是说，我们使用地图找路的时候，大脑当中的海马体和顶叶肯定会被使用到。

实际上，我们需要这两个部位的相互合作，才能够找到位置，才能够去找到你想去的方向。

只要跟导向相关，就必然用到海马体，同时，你找方向的能力越好，你的海马体被激活的程度也越高。

二、细胞研究

我们的大脑中有很多细胞，通过这些细胞，我们可以知道自己当前的位置。

具体案例：

比如说有一张地图，这个地图上有些不同的地点，每一个地点都是通过细胞的方式来表达。一个动物在A这个地方，这个领域其实是包含了很多的细胞，它们要共同做出反应。这个系统，会告诉这个动物它现在在哪。

比如说大脑系统告诉你这边有一个窗户，用这样的方式告诉你现在的位置在哪，或者它告诉你之前的位置，通过移动的方式来告诉你的位置。

这个动物在A点的时候，它可以利用细胞的表针，帮助它到达B点，这里面就包括距离要知道、方向要知道，要有这样的一些距离和方向，来告诉你怎么样从A点到B点。

还有网格细胞（它的主要作用是帮助动物和人类认路），这些细胞可以帮助我们确定矢量的值是多少。

比如你在A，我们沿着某一个方向，我们走多远的距离到达B点，这是我们的头脑里的认知地图。

你去采取某个行动的时候，网格细胞会给你做这样的预测。比如说我看到这个门，大脑就会告诉我，我朝着这个门的方向走过去我会看到什么，大脑可以做出这样的预测和预判。

大脑可以给你产生许多通往目的地的路径。比如说从A点到B点，因为这条路出了问题，我们可以通过另外一条路去，比如从A点到C点，C点再到B点，这样的话，我们大脑的这些细胞可以形成不同的路径，帮助你到达目的地。

在神经科学里面，有人发明了这样一个实验，叫做蜂巢迷宫实验。就是想了解，在大脑里面到底发生了什么样的运动。在这个实验当中，实验人员可以通过调整装置的高度来控制大鼠爬行的路径。

他们用这个平台来测试动物的行为，看大鼠有海马体和没有海马体时，会不会做路径的选择，也会测试它脑子里的一些细胞对周围的环境有没有做出反应。

而海马体损伤的大鼠在任务表现上就差一点了，它就学不会路径选择。因为海马体会对某个熟悉的环境形成一个认知地图，用于识别当前位置并且提供从甲地到乙地的导航。很多海马体受损的病人，患有阿尔兹海默症的病人就是缺乏这种记忆体系。

三、讨论阿尔兹海默症

得阿尔兹海默症（也称老年痴呆症）的原因是：得病的人主要是因为年老。意思就是说，只要你的年纪够老，迟早有一天你都会得这个病。

很多研究大脑的病理学家相信阿尔兹海默症是因为一种叫做“tau”的蛋白质引起的，“tau”这个蛋白质是细胞代谢的产物，这种物质如果不能够被代谢出去的话，它们就会造成大脑堵塞，最终造成阿尔兹海默症。

“tau”这样的蛋白质是有毒的，它们会影响细胞之间的联系和沟通。他们从海马体分散到大脑皮层，最终会扩散到整个大脑。

阿尔兹海默症的早期迹象可能就是记忆力变差、方向感变差，等最后扩散到整个皮层的时候，这些病人必须要有专人去照顾，甚至导致死亡。

我们想要利用我们对海马体的了解，帮助这些患有阿尔兹海默症的病人，给他们提供治疗方案。

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