惊！大脑中空间导航的双重地图终于现身

在大脑的次级运动皮层中，研究人员发现了两张不同的地图，它们在空间规划和导航中起着关键作用。此项研究由伦敦大学学院塞恩斯伯里韦尔科姆中心的小组负责人杰弗里·埃利希博士领衔，为研究啮齿动物的空间规划提供了一种新方法，并可能对理解影响空间注意力的神经疾病（如中风）产生影响。

“我们发现，运动前皮层使用以自我为中心的坐标系进行空间规划，但它也编码了一个以世界为中心的地图，用于确定身体在世界中的当前位置。这种以自我为中心和以世界为中心的信息在单个神经元中以乘法方式组合，从而使下游更容易解析，”该研究的通讯作者埃利希博士解释说。

这项研究发表于《神经科学杂志》，阐述了研究人员在大鼠中设计新任务的方式，从而让他们能够区分以自我为中心和以世界为中心的参考框架。他们记录了大鼠次级运动皮层中被称为额叶定向场（FOF）的大脑区域的神经活动，并使用机器学习技术对信息进行解码。

“想象一下，要是有人问你最近的咖啡店在哪儿。”埃利希博士解释道。

你可能会说“向前走，然后左转”（这是以自我为中心的指示方向），或者“向北走，然后向东”（这是以世界为中心的指示方向）。我们想要了解大脑如何在这些参考框架之间转换并将其转化为行动。

研究人员开发了一项与一堵带有七个舷窗的墙有关的任务。老鼠被训练把鼻子伸进一个起始舷窗，之后另一个舷窗会亮起灯光，将其设定为目标。然后老鼠得等待听觉提示，再把鼻子移到目标舷窗来获得奖励。这个等待期使研究人员能够区分大脑中的计划和行动。

“通过给我们的任务增加适量的复杂性，我们能够很好地对时间进行实验控制。这种方法使我们能够区分出表征的不同维度，”埃利希博士解释说。

一些试验有不同的运动方向但指向相同的目标，而一些试验有相同的运动方向但由于起点不同而指向不同的目标。研究人员检测了视觉和听觉线索之间这段时间的神经活动，以确定大脑是基于方向还是最终位置进行筹划，从而确定 FOF 是使用以自我为中心还是以世界为中心的地图。

“我们惊讶地在 FOF 中发现了一张以世界为中心的地图，此前从未有过这方面的报道。”埃利希博士总结道。