我们大脑的神经速度计 29.07.2015

来自挪威科技大学的研究人员梅-布里特和爱德华·莫泽 (May-Britt, Edvard Moser) 在大鼠大脑中发现了速度神经元——它们的活动根据大鼠移动的速度而变化。

早在 2005 年，科学家就在内嗅皮层中发现了一组神经细胞，这些神经细胞很快被称为大脑的 GPS 系统。 当个体在空间中移动时，这些细胞会依次发射——也就是说，可以说神经元标记了领土区域。 它们的特点是这些神经元按照一种特殊的方案开启，将空间分解成六边形的碎片，使其看起来像一个巨大的格子。 因此他们的名字 - 网格神经元，或格子神经元。 内嗅皮层本身在空间记忆和陈述性记忆（关于我们亲眼看到的事件和物体）的形成中起着重要作用。

但是，很容易理解，空间定向单元的工作取决于个人在景观中移动的速度。 显然，神经 GPS 系统的运行必须通过某种速度传感器进行校正。 另一方面，地形映射还取决于周围环境、运动方向、边界的存在与否。 因此，找到能够检测速度的神经元是一项非常艰巨的任务：它们在实验动物大脑中的活动必须与其他对方向、环境等变化作出反应的活动分开。此外，自由移动的动物经常停下来，根据该研究的作者的说法，在停止期间，大脑——至少是负责空间定位的那部分——通常会切换到不同的操作模式。

神经科学家使用了一种类似于没有底部的汽车的巧妙装置：其中的老鼠只能向一个方向移动，并且速度与装置本身的移动速度相同。 这辆“汽车”被编程为改变速度，但在他和老鼠一起“经过”的那 4 米内永远不会停下来。 结果，可以找到活动随着运动的加速或减速而明显变化的细胞，即使动物在黑暗中移动，它们也能工作。 在这方面，它们类似于空间网格神经元，无论环境如何，它们都可以工作，无论周围有什么，都可以描绘周围的空间。 （与莫泽夫妇分享诺贝尔奖的约翰奥基夫发现的其他细胞负责景观的特定填充。）速度神经元与网格神经元位于同一位置 - 在内嗅皮质中，而且，最有可能的是，两组细胞都积极地与朋友交流。 研究结果发表在《自然》杂志上。

但是，不确定新电池是否会是唯一具有速度计功能的电池。 根据波士顿大学的迈克尔·哈塞尔莫的说法，他和他的合作者很快将发表一篇论文，描述几种类型的速度测量神经元，包括在内嗅皮层中发现的那些。

另一方面，我们可以回忆一下最近关于神经元的一项工作——波恩大学和德国神经退行性疾病中心的神经科学家描述了一种将空间记忆和运动速度联系起来的神经回路。 通过改变该电路中的脉冲频率，可以影响鼠标的行为，即它的移动方式。 高速的细胞链与主要的记忆中心海马体相连； 另一方面，内嗅皮层也包含在海马体的“影响区”中。

尽管所有描述的实验都是在动物身上进行的，但在人类身上，情况很可能是完全一样的——毕竟，了解自己的运动速度对我们来说很重要。 也许有几个神经速度计一起跟踪身体的运动并将它们报告给 GPS 系统，GPS 系统又与存储在内存中的地图一起形成了我们所在位置的图片。