我们的方向感从哪里来

朱小丰

也許，经过半个多世纪的努力，人们终于找到了产生空间定位的正确神经部位及它们生成空间定位的方式。

在阿姆斯特丹大学的网站上，人们开始把发射电流建立地理空间意识的那些细胞称为“GPS神经元”。

我们能够在复杂的山林里找到目的地，在迷宫般的城市里轻松地走上回家的路，这要感谢古老的生命遗传留给我们的神秘的空间定位能力。人类一直不知道自己体内的这种能力来自哪里。

自1957年发现大脑的海马区对记忆形成有重要作用以来，科学一直想从对海马区的探索中寻求答案，因为空间定位来自记忆连接。海马体属于边缘系统，很早就被发现，因形状有点像一对海马而于1564年左右被解剖学家Giulio Cesare Aranzi命名，与包围它的中枢神经组织一起被称作海马区。20世纪以来，海马区一直是神经科学研究最显耀的重点之一，对它的研究有明显的医学价值，例如阿尔茨海默病，即通常所称“老年痴呆”病，医学认为病变是从海马区的内嗅皮质开始的。一些其他疾病例如癫痫也是从海马区开始的。

但是，空间定位是个很难的目标，直到十多年前探寻才出现比较明显的进展，一些研究发现，随着地点移动变化，老鼠海马体内不同的神经元会放电，换言之，研究人员可以根据脑细胞放电的情形指出动物身在何处。于是，海马体内这些细胞被他们称为“地点细胞”。对这个似乎会引导人相信海马体能生成“认知地图”的研究，很多科学家表示怀疑，并提供了不同的证据和看法。

于是，十多年过去了。最新的突破出现在几天之前，阿姆斯特丹大学Swammerda生命科学学院的一群研究人员，发现嗅周皮层（ Perirhinal Cortex）对空间定位起着主导性作用。研究结果发表在5月26日的《自然·通讯》上。

简单地说，就是嗅周皮质内细胞的电激放活动，与老鼠观测和确定空间位置时的活动呈明确对应关系，因此，是嗅周皮质主持了老鼠的空间定位。嗅周皮质是海马体旁古老的边缘皮层，在布罗德曼区第35区，以前科学研究认为它只是内嗅皮层与脑其他区域间的信息传输通道，现在要重新理解了。该研究的主持者之一叶鲁·波斯（Jeroen Bos）说：“我们发现嗅周皮层的反应和其他大脑部位有明显的不同。”这个区域特殊的电活动模式，可以确保大脑关联组织建立起空间位置划定。

这是用很陈旧的研究方法做出了一个全新突破，也许，经过半个多世纪的努力，人们终于找到了产生空间定位的正确神经部位及它们生成空间定位的方式。

在阿姆斯特丹大学的网站上，人们开始把发射电流建立地理空间意识的那些细胞称为“GPS神经元”，一个人人都能听懂的描述。但我认为它也产生误导。

世界上已有的空间定位现象可分为两大类。

一类是“被动型定位”，例如雕楼、灯塔、GPS、北斗等等，它们定位依靠一个事先建好的空间系统，离开这个系统的有效支持就会出问题。现在的导弹、飞机、机器人等都是靠被动定位来支持的。这该算一种原始或半原始态的定位，不知道一个靠电脑图和GPS行动的机器人在丧失GPS信号的陌生环境会不会抓狂，但我可能不愿意跟一个陌生机器人待在没有信号的电梯里。

另一类是“主动型定位”。地球生物靠以往几亿年积累发展起来的定位机能，大多属主动型定位，生物主动捕获环境变量信息生成可变空间，并不受环境变化影响。候鸟飞越大半个地球，可在任何地貌变动、恶劣气候、电磁场转变中延续生活和自由，它们的空间定位能力几近神迹。蜜蜂的空间定位能力精致而神奇。至于我们人类，也不太糟，虽然每个人都会迷路。如果有一天机器人有了强大的主动定位能力，它们也许会思考“自由”这个观念，不知道那时候它们看人类，会不会像我们今天看蜗牛。