波士顿大学的研究人员表示，特殊的“绘图”脑细胞可以激发更智能的自动驾驶汽车
发表在自然通讯波士顿大学的研究人员杰克·希曼、威廉·查普曼和迈克尔·哈塞尔莫证实，波士顿大学系统神经科学中心主任、艺术与科学学院心理学和脑科学教授存在专门的脑细胞，可以为老鼠提供周围环境的个人地图。他们认为，人类的大脑可能也有这些神经元，尽管还需要进一步的研究来确定这一点。
这项研究的部分资金来自美国国防部750万美元的多学科拨款，它为大脑导航系统的工作提供了有价值的见解——这些知识可以用来创造更智能的自动驾驶汽车，这些汽车可以绕过障碍物和生物体找到路。
几十年来，科学家们一直认为，大脑中有一个叫做海马体的区域储存着我们周围环境的地图，它的功能就像大脑中存放地图插图的文件柜，类似于我们在谷歌地图上搜索某个位置时弹出的那些地图插图。但一些研究人员推断，为了有效地使用这些地图来导航我们的环境，我们的大脑必须首先将它们转换为谷歌地图的“街景”版本，在心理上将自己置于第一人称视角中。换句话说，我们必须明确地图的边界和地标与我们自身的关系。
现在，波士顿大学研究小组的发现提供了第一个生物学证据，证明了内部街景地图功能确实存在，至少在老鼠身上是这样的——特别是在大脑深处帮助控制行为的区域，纹状体。
研究人员用电极观察大鼠大脑内发生的情况，将它们带入一个房间，房间里巧妙地放置了一些碎果圈。当老鼠们开始他们的糖果寻宝游戏时，很特别大脑细胞在纹状体内——被称为自我中心边界细胞——似乎疯狂地活动着。这些边界细胞以不同的方式激活，引导大鼠在环境中穿行。
“(这)很像如果我给你指明去某个地方的方向，我可能会告诉你，‘哦，当你走在街上的时候，一旦左边有一家星巴克，你就会向右转，’”该研究的第一作者、Hasselmo实验室的前博士后研究员Hinman说。(他现在在伊利诺伊大学香槟分校(University of Illinois Urbana-Champaign)担任教员，管理着自己的实验室。)
Hinman说，纹状体中的边界细胞充当了每只老鼠的街景地图，它们以精确的方式发射信号，告诉老鼠:“你离这堵墙很近”，或者“你的右边有一堵墙”。这些信息使老鼠在寻找果圈的过程中能够确定自己的方向。
“这些(边界细胞)神经元是我们研究动物如何利用这两串信息相互影响的第一步，”查普曼说，他是Hasselmo实验室的博士后研究员。“根据你认为自己在环境中的位置，你可能会认为某个位置有一堵墙。如果它不在那里，你就用它来更新你在那个时刻所做的事情，但你也更新了你所处位置的表征。”
那么，为什么国防部要资助老鼠的甜早餐麦片任务呢?因为有一天，这些任务可能会成为令人难以置信的技术突破的关键。
“我们的目标是让机器人能够在复杂的环境中有效地导航，”该研究的首席研究员和资深作者Hasselmo解释说。“让机器人在空楼层的仓库里工作更容易....这一切都是可以预测的。但对于机器人来说，穿越不平坦的地形要困难得多。人类可以很容易地穿过小路和跨过巨石……但机器人会发现这要困难得多。”
以2011年发生在日本福岛第一核电站的爆炸为例。高水平的放射性使人类工程师无法亲自安全处理这种情况。机器人被派去帮忙，但他们经常被碎片和其他不可预测的障碍绊倒。
哈塞尔莫说，自动导航机器人将更好地装备在像福岛这样的危险情况下机动。他说:“(这项研究的一个应用)将用于救援类行动或打捞类行动。”
自动驾驶汽车在道路和地形上也会遇到类似的问题——在这两种情况下，大脑是自然的导航系统可以为高科技解决方案提供线索。
这一自然的壮举正是研究人员希望机器人有一天能够完成的。与此同时，仍有许多不确定因素有待探索。到目前为止，Hasselmo的团队只研究了这些边界细胞对细胞壁的反应;在未来的研究中，他们希望解决细胞如何响应更动态的边界和地标，如移动的物体或人。他们还在研究这些细胞在黑暗环境中如何反应，或者是否会反应，在黑暗环境中，动物依靠的视觉信息较少。
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