我們的方向感從哪里來

朱小豐

也許，經過半個多世紀的努力，人們終于找到了產生空間定位的正確神經部位及它們生成空間定位的方式。

在阿姆斯特丹大學的網站上，人們開始把發射電流建立地理空間意識的那些細胞稱為“GPS神經元”。

我們能夠在復雜的山林里找到目的地，在迷宮般的城市里輕松地走上回家的路，這要感謝古老的生命遺傳留給我們的神秘的空間定位能力。人類一直不知道自己體內的這種能力來自哪里。

自1957年發現大腦的海馬區對記憶形成有重要作用以來，科學一直想從對海馬區的探索中尋求答案，因為空間定位來自記憶連接。海馬體屬于邊緣系統，很早就被發現，因形狀有點像一對海馬而于1564年左右被解剖學家Giulio Cesare Aranzi命名，與包圍它的中樞神經組織一起被稱作海馬區。20世紀以來，海馬區一直是神經科學研究最顯耀的重點之一，對它的研究有明顯的醫學價值，例如阿爾茨海默病，即通常所稱“老年癡呆”病，醫學認為病變是從海馬區的內嗅皮質開始的。一些其他疾病例如癲癇也是從海馬區開始的。

但是，空間定位是個很難的目標，直到十多年前探尋才出現比較明顯的進展，一些研究發現，隨著地點移動變化，老鼠海馬體內不同的神經元會放電，換言之，研究人員可以根據腦細胞放電的情形指出動物身在何處。于是，海馬體內這些細胞被他們稱為“地點細胞”。對這個似乎會引導人相信海馬體能生成“認知地圖”的研究，很多科學家表示懷疑，并提供了不同的證據和看法。

于是，十多年過去了。最新的突破出現在幾天之前，阿姆斯特丹大學Swammerda生命科學學院的一群研究人員，發現嗅周皮層（ Perirhinal Cortex）對空間定位起著主導性作用。研究結果發表在5月26日的《自然·通訊》上。

簡單地說，就是嗅周皮質內細胞的電激放活動，與老鼠觀測和確定空間位置時的活動呈明確對應關系，因此，是嗅周皮質主持了老鼠的空間定位。嗅周皮質是海馬體旁古老的邊緣皮層，在布羅德曼區第35區，以前科學研究認為它只是內嗅皮層與腦其他區域間的信息傳輸通道，現在要重新理解了。該研究的主持者之一葉魯·波斯（Jeroen Bos）說：“我們發現嗅周皮層的反應和其他大腦部位有明顯的不同。”這個區域特殊的電活動模式，可以確保大腦關聯組織建立起空間位置劃定。

這是用很陳舊的研究方法做出了一個全新突破，也許，經過半個多世紀的努力，人們終于找到了產生空間定位的正確神經部位及它們生成空間定位的方式。

在阿姆斯特丹大學的網站上，人們開始把發射電流建立地理空間意識的那些細胞稱為“GPS神經元”，一個人人都能聽懂的描述。但我認為它也產生誤導。

世界上已有的空間定位現象可分為兩大類。

一類是“被動型定位”，例如雕樓、燈塔、GPS、北斗等等，它們定位依靠一個事先建好的空間系統，離開這個系統的有效支持就會出問題?，F在的導彈、飛機、機器人等都是靠被動定位來支持的。這該算一種原始或半原始態的定位，不知道一個靠電腦圖和GPS行動的機器人在喪失GPS信號的陌生環境會不會抓狂，但我可能不愿意跟一個陌生機器人待在沒有信號的電梯里。

另一類是“主動型定位”。地球生物靠以往幾億年積累發展起來的定位機能，大多屬主動型定位，生物主動捕獲環境變量信息生成可變空間，并不受環境變化影響。候鳥飛越大半個地球，可在任何地貌變動、惡劣氣候、電磁場轉變中延續生活和自由，它們的空間定位能力幾近神跡。蜜蜂的空間定位能力精致而神奇。至于我們人類，也不太糟，雖然每個人都會迷路。如果有一天機器人有了強大的主動定位能力，它們也許會思考“自由”這個觀念，不知道那時候它們看人類，會不會像我們今天看蝸牛。