最新国际研究表明,大脑海马体中的“GPS”(定位系统)不仅在一个位置放电,而是在多个位置同时活跃,这一发现揭示了海马体在导航和空间记忆方面的复杂机制,这一研究对于理解人类大脑如何处理和存储空间信息具有重要意义,有望为认知障碍和导航技术带来新的突破。

揭秘大脑海马体中的GPS,多位置放电研究新发现  第1张

据电脑知识网报道,以色列耶路撒冷希伯来大学与法国研究人员共同发布了一项重要公报,他们成功开发了一种数学模型,揭示了大脑海马体中位置细胞创建脑中地图模式的神秘过程。

位置细胞是海马体中CA1区域的神经元,它们具有一项特殊功能:通过放电来编码动物周围环境的空间信息,帮助动物识别位置,过去的研究认为,在相对狭小的环境中,这些位置细胞会在单一的紧凑空间区域中以典型的对称形状放电,最新研究发现,在大范围环境中,这些细胞展现出了复杂且不规则的活动模式,它们不再局限于单一的放电区域,而是在形状和大小各异的多个位置进行放电。

此次研究中,研究人员基于随机函数高斯过程开发了一种数学模型,这个模型能够捕捉位置细胞在大范围环境中放电空间的数据,并精准生成位置细胞放电空间位置和形状的定量预测,经过验证,不同实验中观察到的位置细胞放电模式的统计规律都由这一共同机制所决定,该模型还进一步证实了CA1神经元的突触连接方式以随机为主。

这一结论挑战了长期以来大脑依赖精确组织来构建其空间地图的观点,为理解脑的的空间认知机制开辟了新的路径,值得注意的是,相关的论文已经发表在了美国著名的《神经元》杂志上,论文中提到的数据不仅限于实验室环境,还包括蝙蝠和啮齿动物在一维、二维和三维空间中的活动记录,这些都定量验证了模型的预测结果,这一发现无疑为我们理解大脑的工作机制提供了宝贵的线索,这也为我们进一步探索大脑的其他未知功能提供了思路,期待未来有更多的研究能够揭示大脑的神秘面纱。