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我们在找路时,大脑在干什么?

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 笔记侠 • 2019-10-14 19:30:20 来源:笔记侠 E4775G0

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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。

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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。

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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。

本文来源:公众号 @笔记侠。中国最大的新商业知识笔记共享平台,微信价值排行榜总榜前十,独家笔记支持湖畔大学、混沌大学、青腾大学、高山大学、中欧创业营、京东商学院、北大国发院等顶尖商学院课程,BAT、TMD、小米、华为、网易等知名企业,丁磊、傅盛、李善友等知名人士,60万企业决策及管理层都在看。

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