找到回家的路

有的人認路能力非常強，有的人卻是典型的“路盲”。無論認路能力差異有多大，大多數人都能夠認識回家的路。研究表明，我們的認路能力與大腦中的GPS（定位導航系統）有關。2014年諾貝爾生理學或醫學獎的三名獲獎者就是發現了大腦中GPS的奧秘。美國科學家約翰·奧基夫發現了幫助人們發現自己身在何處的位置細胞，而挪威科學家奠索爾夫婦布里特和愛德華則發現了幫助人們記憶和規劃行走路線的網格細胞。如果這兩種細胞失靈，我們就找不到回家的路了。

識別位置

有一些人喜歡飼養人工培育的小鼠（并非野生的老鼠）作為寵物，因為小鼠體積小，食量小，養起來比較方便。而且小鼠很聰明，經過訓練后可以完成一些獨特的任務?；谝陨显?，一些科學家也喜歡飼養小鼠作為研究對象，讓小鼠走迷宮是一種常見的研究方法。

1971年，美國科學家奧基夫也在訓練小鼠走迷宮。他還利用一種特別的手術，在小鼠的大腦里安裝了一些微型電極。動物在進行一些日?；顒訒r，大腦中的神經細胞會放電；參與的活動不同，放電的細胞就不同。大腦細胞產生的這些電信號也稱神經信號，是大腦指揮身體其他部位所發出的信號。奧基夫在小鼠大腦中安裝的電極，可以記錄大腦細胞活躍時放出的電信號，并把這些電信號發送到記錄儀上。

結果，奧基夫發現這些小鼠走到一個有特殊標記的位置時，大腦中的一些細胞十分活躍。而到了下一個有特殊標記的位置時，另外一些細胞變得很活躍。奧基夫認為，小鼠大腦中的這些細胞就是幫助大腦定位的位置細胞；在所有位置細胞的共同努力合作下，小鼠可以記住迷宮內各個有特殊標記的位置，并利用對這些位置的記憶描繪出一張迷宮地圖。由于所有動物的大腦有相似之處，科學家推測人們的大腦里也有位置細胞。

奧基夫的進一步研究還發現，小鼠的所有位置細胞都集中在大腦海馬區的某個特殊區域。海馬區在外形上有些像大海中的海馬，是大腦中的重要區域，負責學習和記憶。要是誰的學習成績不好，在排除自己不努力的因素之后，可以去神經科大夫那里看看自己的海馬區是不是有問題。記憶有很多種，不同的細胞負責不同的記憶，位置細胞負責的就是我們對周圍環境的空間記憶。

尋找路線

然而，光有不同位置所形成地圖還是不夠的。如果大腦只能記住一個個不同的位置，我們還是不可能在縱橫交錯的道路中找到回家的路。只有把這些位置按照合理的順序連接起來，我們找到正確的路線，而不會走冤枉路或迷路。那么，是什么細胞來幫助大腦處理位置細胞所獲得的信息呢？這個問題迷惑了科學家整整34年。

直到2005年，奠索爾夫婦才發現，大腦中的GPS還有另外一種細胞，那就是可以記憶和描繪路線的細胞。莫索爾夫婦的研究套路還是讓小鼠走迷宮。因為迷宮有許多岔口，如果只記住特殊的位置，記不住岔口處要走的正確方向，那就會進入死胡同，就像我們有時會在十字路口迷路一樣。

莫索爾夫婦發現，小鼠經過幾次的嘗試和學習，居然可以判斷出岔路口的正確路線。他們認為，小鼠已經具備了在大腦中描繪正確路線圖的能力。顯然，這種能力并不來源于位置細胞。電極的測試結果也是如此：小鼠在岔路口選擇路線時，大腦活躍的細胞并不在位置細胞所在的海馬區，而是在附近一個叫內嗅皮層的區域。

由于這些細胞活躍時放電的圖樣像網格，莫索爾夫婦沒有像他人期待的那些稱這些細胞為導航細胞，而是稱它們為網格細胞。進一步的研究還發現，網格細胞不僅可以辨別運動的方向，還可以辨別運動的距離、道路的邊界。也就是說，網格細胞可以讓我們找到一條合理的路線和運動軌跡，不會迷路，也不會越出道路。

為什么從位置細胞的發現，到網格細胞的發現相隔了整整34年？這就是思維定勢讓科學家經歷了一次又一次的失敗。由于海馬區是公認的主管記iz的區域，在奧基夫在海馬區發現位置細胞后，科學家總是在海馬區忙活，企圖在海馬區再找到識別路線的細胞，結果沒有想到謎底在海馬區之外的內嗅皮層。

超級戰士

如果說位置細胞幫我們描繪一張張地圖，那么網格細胞則幫我們設計一條條路線。如果說位置細胞幫助我們選擇起點、途經點和終點等位置，那么網格細胞則把這些位置串起來，起到導航的作用。兩者合起來，就構成了我們大腦中的定位導航系統。定位導航能力是動物大腦的基本能力之一。如果不具備這樣的能力，動物就不能在自然界中主動地參與覓食、交友等活動，動物也就很難由低級向高級進化，人類也就不會出現在地球上。

俗話說：老馬識途。然而，老人們并不一定識途。有的爺爺奶奶到了一定年歲后特別容易迷路，他們一出門就找不到回家的路了。這是因為他們患上了老年癡呆癥，更為科學的說法是阿爾茨海默病。得了這種病就如同汽車的GPS系統失靈了。在弄清楚包括位置細胞和網格細胞在內的識路細胞的作用之后，科學家希望能借此開發出一些增強和改善這些細胞功能的藥物，重啟老年癡呆患者大腦中的GPS，讓他們重新擁有識路的能力。因此，研究大腦中的GPS系統在醫學上具有實際的用途。

在危機重重的戰場上，如果不能按照正確的路線前進，隨時都可能面臨生命危險。因此，強烈的空間感和識路能力對戰士來說特別重要?？茖W家希望未來不是通過基因改造的方法，而是藥物刺激的方法，能夠升級健康人大腦中的定位系統，打造出具有極強空間感和特殊識路能力的超級戰士。這些超級戰士能夠隨時發現環境中的異常變化，找到一條能夠有效避免潛在危險的合理路線，順利地完成偵查、爆破、誘敵、殺敵等作戰任務。