加快打造原始创新策源地,加快突破关键核心技术,努力抢占科技制高点,为把我国建设成为世界科技强国作出新的更大的贡献。

——习近平总书记在致中国科学院建院70周年贺信中作出的“两加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,率先实现科学技术跨越发展,率先建成国家创新人才高地,率先建成国家高水平科技智库,率先建设国际一流科研机构。

——中国科学院办院方针

首页 > 每日科学

脑中“地图”和“指南针”是两套独立系统

2015-05-25 科技日报 常丽君
【字体:

语音播报

  如果有张地图,你会知道自己在哪,但不知道朝哪个方向;如果有个指南针,你会知道朝哪个方向,但不知道自己在哪。从蚂蚁、小鼠到人类,都是用这两套信息来确定自己在熟悉环境中的位置。但如果到了不熟悉的环境,它们会怎样确定这些信息呢?最近,美国宾夕法尼亚大学研究人员通过小鼠实验证明,这两个系统是独立工作的。相关论文发表在最近的美国《国家科学院院刊》上。 

  物理学家组织网报道称,新实验是对以往“再定位”实验的进一步拓展。早在1986年,宾夕法尼亚大学心理学家郑肯(音译)等人的再定位实验显示,小鼠是利用空间形状来确定自己的位置,而不是其他信息(如画在墙上的条纹)。论文第一作者、该校心理学系研究生乔希瓦·朱利安说,早期研究只用了一个房间,等于小鼠已知自己在哪。实验表明脑内“指南针”虽然管用,但不会告诉小鼠脑内地图。

  在新实验中,研究人员训练小鼠在两个矩形房间找食物。两个房间相同,但画在北墙上的条纹标记一个是竖条纹,另一个是横条纹。在竖条纹房间,食物总放在西北角,横条纹的房间,食物总放在东北角。

  论文合著者亚历山大·克耐斯说:“小鼠要找到食物必须解决两个问题:一是‘我在哪个房间?’二是‘我朝着哪个方向?’。理论上,墙上的条纹能告诉小鼠这两个问题的答案,但实际上并非如此。”

  如果小鼠有一个兼具地图和指南针功能的再定位系统,就会每次都能利用条纹找到食物。然而它们犯了和过去实验中相同的方向错误。在竖条纹房间,小鼠会猜测西北和东南两个角落;在横条纹房间,会猜东北和西南两个角落。这表明墙上的条纹只提供地图功能,告诉小鼠它在哪个房间,而房间的几何形状提供了“指南针”功能,告诉它是朝着哪个方向。

  “弄清楚自己在哪和朝着哪个方向,这是两个独立的系统。”心理系教授拉塞尔·埃普斯坦说,“有些线索只能影响其中之一。因为小鼠在不同房间选择了不同角落,它们能用墙上的条纹来确定自己在哪个房间,但条纹墙不能告诉它们朝哪个方向。”

  研究人员表示,今后的研究还将收集小鼠脑中“位置细胞”的直接记录。“位置细胞”和相应的“网格细胞”共同构成了大脑定位系统的基础。

打印 责任编辑:侯茜

扫一扫在手机打开当前页

© 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有 京ICP备05002857号-1 京公网安备110402500047号 网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864

    电话: 86 10 68597114(总机) 86 10 68597289(总值班室)

    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn

  • © 1996 - 中国科学院 版权所有
    京ICP备05002857号-1
    京公网安备110402500047号
    网站标识码bm48000002

    地址:北京市西城区三里河路52号 邮编:100864
    电话:86 10 68597114(总机)
       86 10 68597289(总值班室)
    编辑部邮箱:casweb@cashq.ac.cn