探索發現：腦細胞做什麼如何告訴我要去哪裡？

埃及果蝠（雁棕）在飛行信用：zoharby維基媒體（你以CC 3.0）

人類和其他動物是如何從A到B的找到自己的路嗎？這個看似簡單的問題沒有簡單的答案。但經過廣泛的研究，幾十年來，一幅大腦如何編碼空間，使我們能夠通過它開始出現。早些時候，科學家發現，哺乳動物的大腦中含有至少三種不同的細胞類型，其中合作編碼的一種動物的位置和運動神經表徵。

但是，圖片也只是變得更複雜。新的研究指出，兩種類更多的參與空間導航腦細胞的存在，表明先前未確認的神經機制，哺乳動物的方式使他們的關於世界的方式。

早期的工作中，進行自由移動的嚙齒類動物，表明神經元稱為細胞火當一個動物在一個特定的位置。另一種類型的網格細胞激活周期作為動物圍繞。最後，頭向細胞火當滑鼠或在一個特定的方向移動，大鼠。在一起，這些細胞，分別位於周圍的腦深部結構稱為海馬，出現編碼一種動物在其環境中的當前位置，跟蹤其運動的距離和方向。

這個過程是好簡單的左右移動，但它沒有解釋如何得到一個具體的目的地的旅行。大腦是如何編碼一個旅程的終點一直沒有答案的問題。為了研究這個問題，在以色列的魏斯曼科學研究所的Ayelet Sarel和她的同事們訓練了三埃及果蝠飛在複雜的路徑然後降落在一個特定的位置，他們可以吃和休息。研究人員記錄了一個總與無線電極陣列309海馬神經元的活動。約三分之一的神經元表現出細胞的特點，它們發射只有蝙蝠在一個特定領域的大型飛行室。但研究人員也發現了58細胞，只有當蝙蝠飛直接朝降落地點。

「我們發現了一種全新的神經元，我們稱為「目標方向的細胞，」Nachum Ulanovsky說，這項研究的資深作者，發表在本周的雜誌科學。他補充說，「研究結果，解釋大腦如何編碼的導航目標，填補我國導航」的神經基礎的理解的關鍵差距

新的細胞，它的出現，繼續火時的登陸地點是藏在窗帘看蝙蝠。「蝙蝠知道目標在哪裡，但不能定位或看到窗帘後面的目標，但目標方向的神經元仍然代表著隱藏的目標。這意味著，在BAT海馬目標表示不僅僅是感覺的，但是是基於記憶的。」

神經科學家Hugo Spiers，誰研究在倫敦大學學院空間導航的細胞學基礎，說結果是「非常重要」，但他不認為目標方向的神經元是一種新的細胞類型。「我的研究結果表明，發生細胞能夠比以前認為的更加多樣化的信息處理，」他說。

然而，新的研究結果呼應的腦部掃描研究由Spiers和他的同事們在2014發表的結果。這表明，人類海馬包含一個靈活的導航系統編碼的目標距離像烏鴉飛像自導信號和實際的路線，必須達到它。「這很出人意料，」Spiers說。「但現在本文驗證了它在細胞水平上。」研究結果也可以解釋為什麼與海馬損傷大鼠不易記住的位置在水迷宮式平台。在另一系列實驗中，Sarel和她的同事發現了另一個亞群的海馬神經元似乎距離計算和編碼的目的。這些「目標距離」細胞變得高度活躍的只有蝙蝠來到2米的降落地點在。

在另一項研究，發表在自然神經科學，加利福尼亞大學的Jacob Olson，聖地亞哥和他的同事們記錄大鼠海馬神經元的活動，而動物沿著六個相互關聯的類似城市電網線路，或覓食，在一個開放的空間。

科學家們發現，47的542個細胞的活動記錄強烈調諧到一個特定的方向旅行，只有當老鼠移動射擊在任一方向沿一條軸線。例如，一些這些神經元選擇性地激活時，大鼠從北到南，而且當他們南遷北，而不是當他們跑在任何一個方向沿東西軸線。其他人回應沿其他路線的旅行卻又運動激活，只有方向，相隔180度。

奧爾森和他的同事們認為，這些「軸調節神經元是不同的從頭部方向細胞，因為他們只開了當老鼠沿著特定的路徑和沉默而老鼠覓食周圍的開放空間。相反，頭向細胞，大鼠，火災時，通過在一個特定的方向開放空間。但最近的一項研究提供的證據頭向細胞編碼相反的方向，所以軸調整神經元可能是頭部方向細胞後，儘管那些正在執行一個以前未知的功能。

所有這一切都使得「大腦的GPS」甚至比以前認為的更複雜。從奧爾森的新的研究工作表明，海馬通過編碼旅行的軸代表方向，而這些心理表徵可以使我們保持在正確的軌道上，儘管在這樣的路障，障礙。蝙蝠的研究進一步表明，海馬不僅編碼位置跟蹤的距離和方向的運動，而且編碼的方向和距離目的地的表示。大腦的導航系統將有一個「自導信號」，似乎也有自己的目標，發現神經元。