探尋人腦「定位系統」，智能手機也來幫忙

在去年的諾貝爾獎揭曉後，有關大腦「定位系統」的研究成果越來越為人所知。諾獎得主們的工作讓人們得以理解小鼠的大腦如何記憶世間萬物的空間信息，在他們之後，研究者們也在大鼠和蝙蝠等動物中找到了類似的空間定位機制。我們有理由相信，人類的大腦中也有類似的處理空間信息的地方，但要想證明這一點，卻不是那麼容易的事情。

研究人腦定位系統比想像中的困難得多，原因之一是人類相對龐大的體格。要按照老鼠的規格來研究人類，那實驗設備、場地都要成倍放大才行，這顯得相當不切實際。

在此前，對於人腦空間定位系統的研究，主要依靠某些特定的腦損傷病例以及虛擬現實技術。然而腦損傷患者總是可遇而不可求，而虛擬現實技術雖說打破了場地空間的限制，但礙於現在人機交互技術的局限性，這類實驗並不總能得到科學家所預期的結果。

而在最近，幾位來自俄亥俄州立大學的科學家為這一領域的研究提供了新的思路^[1]。而他們所採用的實驗道具就是現在已經非常普及的移動設備——智能手機。

在實驗中，研究者們利用了手機的攝像頭和定位功能。他們編寫了一種專門的應用程序，參與實驗的志願者被要求每天外出時都要把手機掛在胸前，在他們到處走動時，手機程序會每隔一段時間拍一張照片並記錄下空間和時間信息。

實驗中智能手機隨機記錄下的照片。圖片來自：news.osu.edu

經過一個月的「隨機散步」後，志願者們會被要求在圖片的提示下回憶自己在什麼時間去過什麼樣的地方，同時研究者們利用功能性核磁共振（fMRI）檢查了這些志願者在回憶這些信息時活躍的腦區。結果，在志願者大腦的海馬（hippocampus）腦區果然發現了幾處與此相關的信號，而海馬正是小鼠等動物「空間定位系統」的關鍵所在。

利用智能手機的GPS和拍照功能，研究人員可以把特定的時空記憶與特定活躍的腦區相聯繫起來，從而發掘時空記憶的神經學機制。圖片來源：參考資料1

論文的通訊作者，俄亥俄州立大學心理學助理教授佩爾·瑟德伯格（Per Sederberg）表示，他們正計劃利用這種方法收集跨越更大時間和空間尺度的信息，他說：「在我們面前還有十年乃至更長的工作要做，這僅僅是我們的第一步。」（編輯：窗敲雨）

參考資料：

1. Dylan M. Nielson, Troy A. Smith, Vishnu Sreekumar, Simon Dennis, and Per B. Sederberg (2015). Human hippocampus represents space and time during retrieval of real-world memorie.PNAS
2. http://www.guokr.com/article/439282/
3. http://www.guokr.com/article/439640/
4. Bartsch, T., Sch?nfeld, R., Müller, F. J., Alfke, K., Leplow, B., Aldenhoff, J., ... & Koch, J. M. (2010). Focal lesions of human hippocampal CA1 neurons in transient global amnesia impair place memory.Science,328(5984), 1412-1415.
5. Iglói, K., Doeller, C. F., Berthoz, A., Rondi-Reig, L., & Burgess, N. (2010). Lateralized human hippocampal activity predicts navigation based on sequence or place memory.Proceedings of the National Academy of Sciences,107(32), 14466-14471.
6. Guterstam, A., Bj?rnsdotter, M., Bergouignan, L., Gentile, G., Li, T. Q., & Ehrsson, H. H. (2015). Decoding illusory self-location from activity in the human hippocampus.Frontiers in human neuroscience,9.

拓展閱讀 【2014諾貝爾獎】生理學或醫學獎深度解讀：大腦中的「定位系統」
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