我们才刚开始理解我们的脑袋是如何制作地图的 - 彭博社
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Shutterstock大约40年前，研究人员首次开始怀疑我们的大脑中有一种叫做“位置细胞”。它们负责帮助我们（老鼠和人类一样）在世界中找到方向，以某种内在的感觉导航环境，了解我们在哪里，走了多远，以及如何找到回家的路。所有这些听起来像是地图的工作。但我们的脑袋也进行着令人印象深刻的复杂映射工作，而且以我们从未主动注意到的方式进行。
科学家们越了解我们的大脑如何构建空间的认知地图，我们就越能了解如何设计这些空间。例如，每次你走出前门，经过邮箱时，你的海马体中的一个神经元会在你经过那个确切位置——靠近邮箱——时发射，精确到现实世界中的30厘米。当你下班回家，晚上经过同一个地方时，那个神经元再次发射，就像第二天早晨一样。“每个神经元关心一个地方，”Mayank Mehta，加州大学洛杉矶分校的神经生理学家说。“而它不关心世界上的任何其他地方。”
彭博社城市实验室贝尔法斯特的中央车站为北爱尔兰的公共交通创造了新时代芝加哥应该考虑所有预算危机的解决方案，普利茨克说消除美国道路死亡的月球计划AOC提议300亿美元的社会住房管理局这就是为什么这些神经元被称为“位置细胞”。而且，在不断变化的模式中，它们生成我们对世界的认知地图。然而，它们究竟是如何做到这一点的，仍然有些神秘。最新研究来自梅赫塔及其同事，本月在期刊的在线版上发表科学，提供了更多线索。现在看来，围绕我们的所有感官线索——比萨店的气味、人行道的触感、经过公交车的声音——对我们大脑如何在空间中映射我们的运动比科学家们之前认为的要重要得多。
而科学家们对我们大脑如何构建空间认知地图的了解越多，我们可能就越能了解如何设计这些空间——街道、社区、城市——首先。或者，更确切地说，我们可能会更多地了解到目前为止我们建造它们的后果。首先，任何城市规划者怎么可能不喜欢“位置”嵌入大脑的想法呢？
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当我在加利福尼亚给梅赫塔打电话，请他为我解释这一点时，他非常耐心地从一开始就开始讲。
“所有动物都必须移动——这就是它们被称为‘动物’的原因，它们是有生命的，”他说。“事实上，这就是它们与植物相比进化而来的目的。”
但是在空间中的移动需要消耗能量。从进化的角度来看，如果我们从未知道自己身在何处，或者每次离开巢穴都浪费能量四处游荡，我们的状况将会非常糟糕。因此，动物（包括人类）已经进化出尽可能高效和轻松地在空间中移动的能力。简而言之，找到方向是我们所做的最基本的事情之一。
“问题是，怎么做到的呢？”梅赫塔说。“我们的思想和身体一起，去某个地方，如何能够快速感知这个叫做空间的抽象事物？”
直到现在，科学家们认为我们的认知地图主要是通过两种线索构建的：外部视觉地标（街对面的7-Eleven，地平线上的山脉）和我们内部的运动感（我们移动的速度，产生对距离的意识）。但当然，其他类型的感官刺激也可以将我们与地点连接起来（或者让我们对自己身在何处感到困惑）。例如，如果你在厨房闻到烧焦的味道，那可能并不太令人担忧。“但如果你在卧室闻到烧焦的味道，”梅赫塔说，“那就是灾难。”浴室里的流水？没问题。客厅里的流水？大问题。同样，我们不期望在三明治店里感到脚下的碎石，或者闻到来自一家早已是比萨店的店面的宫保鸡丁的味道。
“许多这些事情似乎是无意识的，”梅赫塔说。“但我们正在利用这些东西，因此，从广义上讲，我们使用了许多许多刺激来生成空间地图。”
梅塔和他的同事们证明了这一研究——当然——是针对老鼠的。即使对于老鼠来说，在现实世界中真正消除所有感官线索（食物碎屑、气味标记、洒落的液体）也是不可能的。因此，他们创建了一个虚拟现实环境。老鼠被放置在一个追踪球上，固定在一个小背心的装置上（科学插曲：“一两天之内，”梅塔说，“它们喜欢身上有个背心的想法。它们真的会穿着背心四处走，这非常有趣。”）。然后，老鼠沉浸在一个虚拟现实屏幕中，屏幕上显示着一间墙壁装饰着不同蓝色和绿色形状的房间。它们随后在这个虚拟房间的跑步球上奔跑。
后来，研究人员在一个视觉上完全相同的实际房间中重复了同样的实验，房间大小为10英尺乘10英尺。结果呢？在实际房间中，所有感官刺激下，约60%的地方细胞在老鼠的大脑中被激活，而在虚拟空间中则是不活跃的。这意味着所有其他东西——对于人类来说，相当于脚下的地铁格栅，或者东边的密歇根湖的气味——似乎非常重要。
如果你走在一个所有视觉线索——房子——看起来都一样的社区呢？在现实世界中，当你每天走同一条路线去公交车站时，你的大脑开始利用所有这些线索来预测接下来该去哪里。“当你走路时，如果你仔细想一想，知道你在哪里只是故事的最小部分，”梅塔说。“最大的部分是‘你接下来应该做什么？’你应该停下、向前走、回去还是向左？”
你的大脑实际上是从生活在当下转向预期未来（试试这个，谷歌地图！）。“我们相信这一复杂的事物集合——环境地标、我们的自我运动、大脑节律、气味和质感——所有这些都在一起告诉我们在空间中接下来应该做什么，”梅赫塔说。
所有这些都提出了一个引人入胜的问题，对于那些更专注于创造地方和社区而不是研究人们如何在其中移动的职业来说。如果我们环境中的所有刺激都与我们大脑如何在空间中导航直接相关，这是否意味着某些类型的环境能够帮助我们的脑袋构建更好的地图？如果你走在一个所有视觉线索——房子——看起来都一样的社区，或者几乎没有什么气味呢？正确的答案，梅赫塔说，并不那么简单。
“我们必须更仔细地思考，应该建设什么样的环境才能更好地服务于社区，”梅赫塔说。“环境中必须具备什么样的认知挑战水平？我们不想每天都跑马拉松。”
当然，科学家们需要更多地了解人类如何处理实际环境——而不仅仅是老鼠如何在虚拟跑步机上奔跑——才能回答这个问题。但想象一下，城市规划者有一天会利用我们在脑海中构建的地图的见解来起草街道或社区的规划。
“事实是这是一门新兴的科学，”梅赫塔说。“但这是一个很好的对话。”