为什么有些人分得清东南西北?有些人却是路痴?

为什么有人很快能辨认出方向,有人却总是晕头转向?你身边有路痴么?路痴也会遗传么?

路痴是啥

其实路痴就是指没有方向感或者是方向感比较差的人,还有对经过的路不走心没有注意观察或者记不住路的方向的人这类人呢,往往会分不清楚东西南北,找不到路,只能在原地打转再简单些说呢,就是基本上不认识路会迷路的人其中严重些的人不管去过某地多少次,还是不认识路会迷路,这种就是超级路痴了(已笑瘫)

到底应该往哪走啊?!

But为什么会有路痴和活地图之分呢?!

一种特殊的神经细胞

美国神经科学家约翰.奥基夫在1971年用老鼠做实验时发现了一个有趣的现象他先在老鼠的脑袋中装上了一个记录电极,然后把老鼠放到一个空旷的房间里,让老鼠在里面自由自在地撒欢儿当老鼠每次跑到一个特定地点时,大脑中有一些神经细胞就会被激活,很像在做记号约翰.奥基夫把这些细胞称为位置细胞

位置细胞的放点结构图

它们存在于大脑的海马体(海马,是被称作海马区的大脑边缘系统的一部分海马区可分为:齿状回海马下托前下托傍下托内嗅皮质这之中齿状回海马下托的细胞层为单层,合称海马结构,其上下夹有低细胞密度层和无细胞层此外的部位由复数的层面构成)中

神经系统--海马结构

主要存在于海马CA1(是指人脑内的海马回,大脑内的一种结构人脑内的海马分为4区,CA1CA2CA3CA4)部分中老鼠通过各种感官从周围环境中获得特征信息,然后位置细胞就会记录下来,当老鼠再一次经过有相同特征的地点,位置细胞就会活跃起来,它会在不同的地方做上记号,然后就在脑子中组成了房间的地图,老鼠的大脑将不同的特征信息与空间联系起来后,就形成了空间记忆

海马的基本路线,DG:海马齿状回Sub:海马下托区EC:内嗅皮质

自从发现位置细胞后,约翰.奥基夫又研究了它几十年,他发现位置细胞形成的空间记忆会随着时间的推移而减退丢失,也能通过训练来加强,且这种记忆具有一定可塑性,在环境有变化时记忆会有所修正

如何感知方向

1980年,James Ranck等人发现了大脑中感知方向,也就是东南西北的细胞头部方向细胞头部方向细胞可以帮助人们感知头部朝向,比如当脑袋朝向北方的时候,一组细胞就会很兴奋,当脑袋转向另一个方向的时候,这组细胞就会安静下来,而另一组细胞就开始兴奋了

进一步研究发现:方向细胞不是利用磁场,也不是通过单纯的外界刺激来感知方向,而是与前庭系统(前庭系统负责掌管人的平衡感,促进其他神经系统发展的功能它的运作器官是内耳的半规管,里面充满了与神经细胞相连接的绒毛当外在刺激产生时,神经细胞获得讯息,便做出反应人的前庭系统可分为三部分:外周前庭系统前庭中枢处理系统和运动输出系统)密切相关,方向细胞正是利用前庭系统来产生特定兴奋

前庭系统

可是只有位置细胞不足以解释空间定位能力一些简单或者特征明显的地点容易被位置细胞打上标记,但是空间一旦扩大,特征复杂化就不容易记住了如果让你找一个公园,只告诉你这个公园前有一栋房子,就算给你一张地图你也找不到而地图有自己的标记方式经纬度,它构建了坐标系,图中每一个点都有自己独一无二的坐标,那我们的大脑是不是也是这样呢?

网格细胞脑袋里的导航仪

位置细胞确定地点,方向细胞给了方向,但是距离怎么办呢?

在约翰.奥基夫发现位置细胞30年后,布里特.莫泽和爱德华.莫泽这对夫妻于2004年在基本设计和奥基夫实验相同下做了一个实验,但是他们发现除了海马CA1的位置细胞,内嗅皮层(内嗅皮层,为新脑或新大脑皮层旧脑或海马体以及连接旧脑和新脑之间的媒介大脑,来源于脑多个部分的单个神经元活跃性,这些神经元都被包括在记忆构造内部)的细胞也同样对位置有反应,但是并不是一对一的关系

网格细胞的放点结构图

到了2005年,夫妻俩另辟蹊径,把任意两个放电的位置用线连起来,发现形成了一个很规则的正三角型结构,他们把这种全新的神经元称为网格细胞,并总结出了网格细胞的放电模式:每一个细胞放电点和其他细胞放电点的顶点连接起来会形成一个六边形的结构同时,网格细胞也不受光线条件的影响在整个内嗅皮层的排列中,小尺度的网格细胞和大尺度的网格细胞排列得非常有规则,尺度会增加也就是说,它们可以构建出坐标系统,它们和位置细胞一起在大脑中建立了一套综合定位系统,相当于一个内置在我们脑袋中的导航仪

网格细胞

在这大家可能就觉得奇怪了,那位置细胞和网格细胞是什么关系呢?有一种理论认为:不同尺度的网格细胞同时给海马CA1的一个区域投射一个信息,此处叠加的电位会引起这个区域的放电,而其他区域是得不到这种叠加的,因此就会形成一个位置细胞所以呢,网格细胞给位置细胞提供了一个基本的位置信息的输入源,再通过整合成为位置信息而网格细胞的功能意义在于,如果只有位置细胞的话,我们大脑中就只会有路径的信息,却没有计算起点和终点之间直线距离的信息而网格细胞的作用,正是在于整合这一路径,计算出起点和终点之间的距离

总的来说呢,位置细胞和网格细胞的发现过程如下图:

位置细胞和网格细胞的发现过程

路痴是天生的,由遗传基因决定?

在美国神经科学杂志上有这样一份研究表明,人们对道路和长相的识别能力受到遗传基因的影响

密歇根大学教授撒德.波尔克博士及其同事对500多对同卵双胞胎和异卵双胞胎进行了研究,研究者让受试者观察电脑上面闪现的人物头像地点房屋等等,同时,对受试者的大脑使用功能性磁共振成像(fMRI)扫描仪进行扫描实验对双胞胎大脑活动模式的分析表明,在人物头像地点这两方面,同卵双胞胎要么全都是路痴,要么都可以准确记住,但是异卵双胞胎的一致性就低于同卵双胞胎

电影泰囧剧照

面部和地域的识别远比研究进化层面因素更为远久,这两个因素与其它物种具有关联性并预先具备了一种更加明显的适应性优势波尔克说,因此,似乎可以设想:基因会决定对于面部和地域的皮质反应,而非(正交)直接的刺激

研究者指出,人们对于长相和地点的记忆力受到遗传基因的影响是比较大的,因此路痴很大程度上是遗传的(哇哈哈~~笔者我得意儿的笑~)波尔克表示,人们对于长相和地点的识别能力符合人类生存发展需要,所以,在人类进化的过程中,就保留了认路的基因,只不过有些人的这个基因表达弱

路痴的福音来了么?

既然我们已经知道了大脑中有关方向的奥秘,那有没有办法去拯救一下路痴呢?

早期人类大都以游牧生活为主,是木有固定住所的,居住地空旷,没有路,也没有建筑后来世界被划分出来了国家城市地区街道,然后有了公路,也有了建筑和路牌为了找到回家的路,我们绘制出了地图;后来为了找到我们的位置,又发明了全球定位系统(GPS)现在,人们用各种工具为自己指引方向虽然通过脑成像技术发现了位置细胞,但是人脑的定位系统研究要比想象的复杂困难的多现在还不能通过科学手段让一个路痴一下就变得方向感十足,不过通过对这方面的研究,科学家们已经了解了一些疾病的原因,比如阿尔兹海默症

美国俄亥俄州立大学的科学家就正在利用手机开始一项有意思的研究他们编写了一个程序,要求参与实验者每天外出的时候都需要把手机挂在胸前,利用手机的摄像头和定位功能,手机程序每隔一段时间就会拍照记录下空间和时间的信息历时一个月后,实验者们被要求在照片的提示下回忆自己在什么时间去过什么地方同时,科学家们利用功能性磁共振成像扫描仪,检查实验者在回忆时活跃的脑区,这样可以找到人脑中导航仪的具体位置当然这仅仅只是初步的工作,这一方面我们还有很多值得研究的东西

另外有研究证实,出租车司机的海马体比普通人要强大很多,这和他们长期穿梭在大街小巷不可分割,说明只要多加练**,大脑的导航仪也能变得性能卓越所以,如果你是路痴的话,完全不要灰心,可以通过训练,来改善提升你的方向感!

(来源:法医秦明等综合整理)