科学家发现人脑内部神经罗盘

伯明翰大学和慕尼黑路德维希马克西米利安大学的研究人员发现了一种大脑活动模式，可以帮助人类在环境中导航而不会迷路。这项发表在《自然人类行为》杂志上的研究首次精确定位了人脑内部神经罗盘的位置。

研究结果揭示了大脑内精细调节的头部方向信号，类似于先前在啮齿类动物中发现的神经编码。这些信号对于理解帕金森氏症和阿尔茨海默氏症等疾病具有重要意义，这些疾病的导航和定向功能常常受到损害。

克服运动过程中测量神经活动的挑战

测量人类移动时的神经活动具有挑战性，因为大多数技术要求参与者尽可能保持静止。为了克服这一挑战，研究人员使用了移动脑电图设备和动作捕捉技术。

“跟踪你前进的方向非常重要。该研究的第一作者·J·格里菲斯(BenjaminJ.Griffiths)博士说：“即使在估计你所在位置和前进方向时出现很小的错误，也可能造成灾难性的后果。”“我们知道鸟类、老鼠和蝙蝠等动物都有神经回路，可以让它们保持在正轨上，但令人惊讶的是，我们对人类大脑在现实世界中如何管理这一点知之甚少。”

该研究涉及52名健康参与者，他们参与了运动跟踪实验，同时通过头皮脑电图记录了他们的大脑活动。在另一项研究中，研究人员监测了10名参与者的信号，这些参与者已经接受了颅内电极监测癫痫等疾病。

隔离大脑中微调的定向信号

在考虑了脑电图记录中的混杂因素(例如肌肉运动或参与者在环境中的位置)后，研究人员能够显示微调的方向信号。该信号可以在参与者头部方向发生物理变化之前被检测到。

“分离这些信号使我们能够真正关注大脑如何处理导航信息以及这些信号如何与视觉地标等其他线索一起工作，”格里菲斯博士补充道。“我们的方法为探索这些特征开辟了新途径，对神经退行性疾病的研究，甚至对改进机器人和人工智能的导航技术都有影响。”

研究人员计划应用他们的发现来研究大脑如何穿越时间，以确定类似的神经元活动是否与记忆有关。