視覺(jué)地標(biāo)使動(dòng)物能夠知道它相對(duì)于環(huán)境的方向。達(dá)特茅斯學(xué)院的研究人員在老鼠大腦中發(fā)現(xiàn)了一種新型神經(jīng)元，它似乎有助于促進(jìn)這種視覺(jué)和空間處理。結(jié)果發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上。
在老鼠的大腦中，被稱為“頭部方向細(xì)胞”的神經(jīng)元一直被認(rèn)為在老鼠辨別它所面對(duì)的方向的能力中發(fā)揮著重要作用。這些神經(jīng)元只有在老鼠面向某個(gè)方向時(shí)才會(huì)活躍。如果老鼠面朝北方，北方的頭部方向細(xì)胞就會(huì)被激活。每個(gè)頭部方向細(xì)胞都特定于老鼠所面對(duì)的特定方向，達(dá)特茅斯研究人員將其稱為“經(jīng)典頭部方向細(xì)胞”。先前的研究表明，這些細(xì)胞依賴于許多線索，包括地標(biāo)、運(yùn)動(dòng)和前庭信息(與平衡感相關(guān))才能被激活。
“在過(guò)去的幾十年里，頭部方向細(xì)胞已經(jīng)在大腦的越來(lái)越多的部位被發(fā)現(xiàn)，所以我們想知道是否所有的頭部方向細(xì)胞都以同樣的方式表現(xiàn)，因?yàn)榇竽X的不同部位負(fù)責(zé)不同的功能，”主要作者 Patrick LaChance 說(shuō)，他是心理和腦科學(xué)研究生，也是達(dá)特茅斯 Taube 實(shí)驗(yàn)室的成員。
每個(gè)經(jīng)典的頭部方向細(xì)胞只向一個(gè)方向發(fā)射。然而，作者現(xiàn)在證明，大腦中被稱為鼻后皮層的頭部方向細(xì)胞可以根據(jù)周圍環(huán)境中的視覺(jué)地標(biāo)向兩個(gè)不同的方向放電。
為了研究，大鼠被放置在一個(gè)方形圍欄中(每次試驗(yàn)一只嚙齒動(dòng)物)并且必須在周圍環(huán)境中導(dǎo)航，因?yàn)樗鼈冊(cè)谧髡哂涗涱^部方向細(xì)胞活動(dòng)時(shí)尋找散落的糖粒。大鼠暴露于不同的視覺(jué)線索。圍墻最初包含一個(gè)突出的視覺(jué)地標(biāo)，即沿著南墻的白色紙板。對(duì)于試驗(yàn)的一部分，然后將一張相同的白色紙板沿對(duì)面的墻壁(向北)放置，以便復(fù)制視覺(jué)地標(biāo)。結(jié)果表明，當(dāng)存在兩個(gè)視覺(jué)地標(biāo)時(shí)，鼻后皮質(zhì)中的頭部方向細(xì)胞變成雙向的，并對(duì)兩個(gè)不同的方向做出反應(yīng)。相比之下，其他大腦區(qū)域的經(jīng)典頭部方向細(xì)胞始終是單向的。當(dāng)所有視覺(jué)地標(biāo)都從外殼中移除時(shí)，
“我們認(rèn)為鼻后頭部方向細(xì)胞更多地進(jìn)行視覺(jué)類型的頭部方向估計(jì)，而經(jīng)典的頭部方向細(xì)胞更多地依賴于主要依賴于運(yùn)動(dòng)和前庭信息的內(nèi)部信號(hào)，而不是視覺(jué)信號(hào)，” LaChance 說(shuō)。
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