大脑的网格细胞系统是如何映射精神空间的

人们早就知道，人类海马体中所谓的位置细胞负责编码一个人在空间中的位置。与之相关的一种脑细胞被称为网格细胞，它对空间中均匀分布的各种位置进行编码。这导致了一种蜂窝状的图案平铺空间。在内嗅皮层发现了表现出这种模式的细胞。网格细胞系统究竟是如何在人脑中工作的，特别是与时间动力学有关，到目前为止一直是猜测。一种被广泛讨论的可能性是，来自这些细胞的信号创建了“认知空间”的地图，在这个地图中，人类在精神上组织和存储内部和外部环境的复杂性。

一个欧美科学家团队现在已经能够用电生理学证据证明，大脑中存在网格状活动人类的大脑．在莱比锡马克斯·普朗克人类认知和脑科学研究所(MPI CBS)的克里斯蒂安·多勒教授和荷兰内梅亨大学唐德斯大脑、认知和行为研究所的Tobias Staudigl博士的指导下，当受试者探索日常场景的图像时，研究人员使用了各种方法来可视化网格细胞的活动。“我们假设这些空间编码原则在大脑形成了更高的认知表现的基础——在这项研究中，在感知领域，但也可能在决策，甚至在社会互动中，”Doeller教授解释道，他现在继续他的研究，作为莱比锡MPI CBS的新任主任。

为了证明大脑活动的动态，科学家们使用两种不同的方法进行了独立的测量。用脑磁图(MEG)扫描了36名健康参与者，并测量了一名癫痫患者的颅内脑电图(EEG)。在MEG扫描过程中，受试者坐在一种头盔下，这种头盔可以测量由活跃神经细胞电流引起的磁场。这项研究的第一作者Tobias Staudigl解释说:“这使我们能够记录大脑瞬间整体活动的数据，没有任何延迟。”他目前在美国洛杉矶的Cedars-Sinai医学中心进行研究。参与者观看了200张包含室内和室外场景的图片。“除了MEG测量外，我们还用眼动仪记录了他们的眼球运动，以确定他们是如何在视觉上探索所展示的图像场景的。”

在癫痫患者的案例中，研究人员利用了这样一个事实:为了诊断目的，在脑部手术之前，他已经被植入了可以直接记录大脑电活动的电极。他被要求看类似的室内和室外场景的图片，以及动物和面孔。科学家们还测量了他的眼球运动，从而获得了额外的数据集来记录眼球的激活模式细胞．

“我们研究了整个网格细胞系统的活动模式是否具有特定的结构，正如几年来所假设的那样，”Doeller教授报告说。“通过向受试者展示视觉场景的图片，我们能够证明这一点。这是第一次通过脑磁图和脑电图记录来测量这种影响，它为进一步研究提供了许多令人兴奋的机会。例如，它可以在未来为阿尔茨海默病等疾病带来新的生物标志物。这是因为在患阿尔茨海默病风险增加的年轻人中，我们已经看到网格细胞系统的活性降低了。”