科学领域的虚拟“太空漫步”揭示了空间记忆的扭曲

为了记住重要事件发生在哪里，或者如何从A点到达B点，大脑会在脑海中形成环境的“地图”。这些心理地图的一个重要组成部分是所谓的网格细胞。不同的网格细胞在环境中占据不同的位置时是活跃的，从而形成了一种特有的活动模式。这种图案由等边三角形组成，形成对称的网格结构。2014年，在大鼠大脑中发现网格细胞的研究被授予诺贝尔奖。科学家怀疑人类的大脑也是如此。我们的大脑地图和由网格单元形成的网格模式使我们能够记住某个地方的位置，并确定它与其他位置的距离。如果网格模式是对称的和规则的，这应该都能很好地工作。

然而，如果这些模式被打乱，我们的大脑地图就会变得不准确。来自莱比锡马克斯·普朗克认知与神经科学研究所、伦敦大学学院和挪威卡弗里系统神经科学研究所的一组研究人员正在研究这一想法。在英国神经科学家的早期实验中，大脑的活动网状细胞在老鼠穿过不同的围栏时进行记录。很明显，在某些情况下网格细胞失去了六边形的对称性，更不规则地“发射”。如果动物穿过一个正方形的盒子，在大鼠身上就是完美的网格模式大脑可以被检测到。然而，如果它通过一个梯形围栏，网格图案就不那么规则了。

在这种情况下，大鼠网格细胞的坐标系统似乎被扭曲了。这会对我们大脑地图的准确性产生影响吗?“如果我们的大脑真的使用这个坐标系统，它应该会导致我们记忆的扭曲，”克里斯蒂安·多勒和他的同事们认为。因此，我们进行了一项实验虚拟现实在这个项目中，测试对象学习在空间中的不同位置。他们首先在一个方形环境中这样做，在那里坐标系统应该工作得很好，然后在梯形环境中，网格单元的坐标系统应该被扭曲，”Jacob Bellmund解释道。

参与者戴上虚拟现实眼镜，使用360°运动平台在虚拟环境中导航。每个环境包含六个物体，他们知道哪个物体属于环境中的哪个位置。这个平台提供了一种真实的跑步感，他们的脚在上面滑行，就像一种“太空步”。实际上，参与者只是在虚拟世界中起步。“然后我们比较了参与者是如何准确地学会这些姿势的。不出所料，他们在梯形环境中比在方形环境中表现得更差。在梯形环境中，它们在狭窄的半部分尤其糟糕。这将与网格单元坐标系统扭曲最大的区域完全对应，”Bellmund解释道。

然后，科学家们想知道，即使参与者不再处于不对称状态，这些扭曲是否会保留在记忆中环境．也就是说，他们的心理坐标系统应该是“方形”的。为了做到这一点，他们要求参与者估计成对物体之间的距离。贝尔蒙德和他的团队安排了这些物体，使它们之间的实际距离总是相同的。但是，如果在参与者的记忆中有扭曲，那么在回忆梯形物体时，同样的距离应该比回忆正方形物体时更短。在梯形内，窄半部分的距离比宽半部分的距离长。因此，在一个扭曲的坐标系中学习到的记忆，在后来的记忆中也会被扭曲。我们可以用模型坐标系统来预测大脑地图的这些扭曲，”雅各布·贝尔蒙德说。

MPI的科学家们之前的研究表明，大脑不仅创建了寻找道路的心理地图，而且其他认知过程也覆盖在我们大脑的导航系统上。

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