新研究精確定位人腦“神經羅盤”

發表在最新一期《自然·人類行為》雜志上的研究中，英國伯明翰大學和德國慕尼黑大學研究人員首次精確定位大腦內部“神經羅盤”的位置，人類正是利用該“羅盤”在空間中自我定位并在環境中實現導航。

該研究確定了大腦內精細調節頭部方向的信號，研究結果與在嚙齒類動物中發現的神經編碼相當。這對于理解帕金森病和阿爾茨海默病等具有重要意義，這些疾病往往損害患者的導航和定向能力。

測量人類移動時的神經活動具有挑戰性，因為大多數現有技術都要求參與者盡可能保持靜止。在新研究中，團隊使用移動腦電圖設備和動作捕捉技術，解決了測量移動中人類神經活動的難題。

52名健康受試者參與了一系列運動跟蹤實驗，同時通過頭皮腦電圖記錄其大腦活動。當受試者按照電腦顯示器上的提示移動頭部時，研究人員能夠監測到他們的大腦信號。在另一項研究中，研究人員監測了10名受試者的信號，這些受試者已植入顱內電極以監測與癲癇等疾病相關的電生理信號。

所有任務都會讓受試者移動頭部或眼睛，這些運動產生的大腦信號，再通過腦電圖帽（測量頭皮信號）以及顱內腦電圖（可能記錄來自海馬體和鄰近區域的腦部數據）進行記錄。

研究人員隨后能成功識別出微調的方向信號，該信號可在受試者頭部方向發生物理變化之前被檢測到。

分離這些信號使研究人員能真正關注大腦如何處理導航信息，以及此類信號如何與視覺地標等其他線索協同工作。該方法為探索以上特性開辟了新途徑，也為神經退行性疾病的研究，以及改善機器人和人工智能的導航技術提供了新思路。