GPS導航會讓我們變成路痴嗎

　　來源：大象公會微信公眾號 作者：王槙

　　手機的普及，讓找路已不再是難事。但長期依賴GPS導航對大腦的影響，並不止是變路痴而已。

　　「請珍惜身邊的路痴朋友，因為說不定哪天他們一出門，就和你永別了。」

　　曾幾何時，這樣調侃路痴的段子遍布網路。但在手機導航已成標配的今天，除了故意賣萌，隱藏自己的認路缺陷已非常簡單。

　　● 搜索「路痴」，指南第一條：給手機裝個地圖

　　不過，如果要放下手機呢？

　　很可能，路痴會比原來更多，甚至包括那些曾經嘲笑路痴的人。

　　這一切，要從針對計程車司機大腦的一項研究說起。

　　「海馬」識途

　　十年前的北京城，最能讓初來乍到者心生敬畏的，大概就是天上地下無所不知的計程車司機。他們能侃、熟悉且樂於分享各種信息，儼然這座城市的主人。

　　放下能侃能吹不談，傳統計程車行業的老司機，很少像今天的網約車司機這樣需要GPS導航。

　　他們自己就是活地圖。而最先表明GPS導航會影響導航能力的研究對象，也正是計程車司機群體。

　　21世紀初的英國倫敦，GPS導航儀逐漸普及。這時，一位神經科學家愛莉諾·馬圭爾（Eleanor A。 Maguire）站出來呼籲，計程車司機應謹慎對待這項新技術。因為她的研究表明，依賴導航可能會對司機造成負面影響。

　　這一切要從大腦深處一個被稱為「海馬」的腦區說起。

　　海馬體（Hippocampus）位於大腦丘腦和內側顳葉之間。自上個世紀60年代以來，人們發現海馬與空間記憶密切相關。

　　比如，善於在不同地點貯藏食物的小型哺乳動物和鳥類，其海馬與腦、身體的體積比大於沒有這種習性的動物。它們的海馬甚至會隨季節發生變化，在需要記住大量貯食地點的秋冬季變得最大。

　　空間導航的經驗是否也會影響到人的大腦、尤其是海馬？愛莉諾想到了一個絕佳的研究對象：倫敦計程車司機。

　　倫敦市中心的交通線路複雜，被評為全世界最容易迷路的城市。司機需要熟悉大約25000條街道的位置關係，練習2-3年才能通過考核正式開業。

　　他們也會像自然界貯食的動物那樣，在獲得大量空間知識的同時，大腦也悄然變化嗎？

　　答案是肯定的。

　　愛莉諾發現，倫敦計程車司機的海馬與眾不同，其頭部的灰質體積小於常人，而尾部則大於常人。而且司機的駕齡越長，海馬的尾部越大；尾部越大，司機越善於判斷倫敦的空間方位。

　　此外，在駕駛培訓之後，通過考核的司機海馬尾部顯著增大，而考核失敗的司機卻沒有這種變化。

　　而且，退休後的司機，海馬會逐漸萎縮，空間知識也同步喪失。愛莉諾發現了一位簡稱為T.T的老司機。他在大腦兩側的海馬受損之後，再也無法回想曾經細節豐富的倫敦街景，也無法繼續在市區導航了。

　　● 從聖保羅大教堂到英格蘭銀行，正常司機走紅色的路線，而T.T則沿著黑色標記的主幹道繞來繞去，始終無法到達目的地（左上方為T.T大腦的冠切面掃描圖，可以看到海馬已受損）

　　● 海馬若是損傷嚴重，連在自家附近走動都會變得吃力。圖左為一位海馬受損的病人對自己社區的描繪，內容非常貧乏

　　愛莉諾的這些發現表明，人類大腦即使在成年之後，仍具有很強的可塑性。應對環境的各種經驗，會在腦中留下深刻的印記。同樣是司機，來自倫敦和來自北京的，其海馬可能大為不同。

　　既然海馬相當於人體自帶的GPS，那麼誠如愛莉諾所擔心的那樣，依賴外置的GPS導航會造成負面影響嗎？

　　在回答這個問題之前，我們首先要了解大腦是怎樣導航的。

　　認知地圖 vs。 刺激—反應

　　手機導航普及之前，找人問路是常事。在北京，大爺大媽們熱心指路的形象深入人心。電影《老炮兒》在開頭和結尾，也用六哥和兒子給人指路的對比，反映時代的變遷。

　　問路的整個過程，也正是闡明大腦導航模式的最佳模型。

　　假設有一個初來乍到者，站在下圖中的A點向人問路：從A到D，該怎麼走？

　　如果你是熟知這塊地區的指路人，你多半會下意識地回想目的地與當前的位置關係（D位於A的西南方向），並在腦海中浮現類似動態地圖的場景，設想如何從A經過B和C、最後到達D。

　　而你最終給出的回答往往是這樣：「從A往前走到T字路口（B），左轉經過兩路口到達拐角（C），再右轉直走到頭（D）。」

　　轉換一下身份，如果你是初來乍到的問路人，恐怕很難通過這番描述，形成與指路人類似的圖景和方位感。你只需記住這段話，依次執行轉向的指示即可。

　　指路人的所想和所言，分別代表了我們日常導航的兩種策略：認知地圖和刺激-反應。

　　在運用認知地圖策略時，人類大腦會構建一系列地點之間的位置關係。比如通過A與B、B與C的相對位置，推斷A與C的方位關係。類似地，還可以納入更多的地點，形成一個位置關係的網路，並將其嵌在更大的網路之中。

　　完成這一任務的正是海馬。海馬主要通過與之相鄰的內嗅皮質（entorhinal cortex）接收信息，內嗅皮質含有大量的網格細胞，這些細胞像坐標系一樣，表徵空間中的系列位置：

　　● 老鼠在迷宮中走動，每到某些特定的位置，網格細胞就會放電。（白點代表一個網格細胞在所有位置的放電）

　　● 網格細胞通過放電標記的位置很有規律，正好符合正六邊形的網格。不同細胞的網格大小不一，相當於各種精度的坐標系

　　來自網格細胞不同精度的坐標信息匯入海馬，海馬中的位置細胞能進一步綜合，表徵當前或某一特定的位置：

　　● 老鼠每到一個位置都有特定的位置細胞放電。（不同顏色的點代表不同位置細胞的放電，人類海馬的工作機制與此類似）

　　此外，海馬還具有物體選擇細胞，標識不同的物體。它們與位置細胞相連，從而將特定的位置與物體信息綁定在一起。在我們探索環境時，許多這樣的位置細胞和物體選擇細胞以複雜的方式構成認知地圖的信息網路。

　　而刺激-反應的導航策略則更為簡單：根據特定刺激（路口、轉角）做出特定動作反應（左轉、右轉）即可，無須形成地點之間的方位關係。

　　這種反應方式的建立與海馬無關，而是在大腦紋狀體的尾狀核中完成。

　　這兩種導航策略有什麼區別？一項老鼠走迷宮的實驗揭示了答案：

　　有一隻飢餓的老鼠，每天從南邊爬進迷宮，而食物總放在西邊。在第8和第16天時，將老鼠從北邊放入迷宮，猜猜它在十字路口會往哪邊走？

　　試驗中，老鼠們的反應出奇地一致：第8天跑去西邊，第16天跑去東邊。

　　這是因為老鼠和人類一樣，也依賴上述的兩種導航策略。

　　訓練早期，通過對迷宮內部的探索，老鼠形成了相應的認知地圖，了解迷宮四分支的方位關係。因此，在第8天即使從北邊進入迷宮，它們也知道應該右轉去西邊尋找食物。

　　而隨著訓練的增加，老鼠每次從南邊去往西邊時，都是到達路口後左轉就行——這符合刺激—反應的策略。這種策略比認知地圖更有效率，會通過訓練反覆強化。

　　到第16天時，這種動作記憶變得比認知地圖更強。這時，老鼠再次從北邊出發，到達路口仍會下意識地左轉，結果就到了東邊。

　　由此可知，刺激-反應的策略雖然效率更高，但不如認知地圖靈活。

　　● 曾引起媒體關注的「美女路痴」睿文，從家到公司，100%地依賴刺激-反應。「十字路口的數量數錯了咋辦？」——「只能回到上一個地址重新數。」 

　　GPS所鼓勵的，正是刺激—反應策略：我們只需關注抽象的路線圖，遵照前行與轉向的提示，就能順利到達目的地。導航越精準，我們就越不需要關注周圍的環境、越不需要建立完整的認知地圖。

　　久而久之，這會造成怎樣的影響？

　　不只是路痴

　　愛莉諾的合作者的另一項研究，初步回答了這個問題：

　　實驗地點仍是倫敦市中心。實驗參與者在熟悉了一系列街區之後，在導航測試的一些回合自己判斷該往哪走，在另一些回合選擇電腦指定的方向。

　　當參與者自己判斷怎麼走時，海馬處於激活狀態，而依賴電腦做決策時，海馬不再活躍。

　　也就是說，依賴外掛的設備之後，海馬原有的導航功能被閑置了。

　　這種閑置會有怎樣的後果？

　　在自然界，如沼澤山雀這樣具有貯食習性的動物，在無法貯藏食物的條件下，它們的海馬就會萎縮。

　　對於人類而言，海馬因GPS加持而不再活躍的狀態，與一種發展性空間定向障礙（Developmental Topographical Disorientation，DTD）的情況類似。

　　DTD患者極為路痴，甚至會在自己的家裡迷路。原因在於，他們的海馬雖然完整，在空間導航時卻無法活躍，因而不能建立有關環境的認知地圖。

　　依賴GPS導航會減弱甚至取代海馬建立認知地圖的功能，同時增強對刺激—反應模式的依賴。我們由此形成的空間知識會更加刻板，進而讓我們對環境缺少把握，又反過來強化對GPS的依賴。

　　自然狀態下，隨著人的衰老，構建認知地圖的能力會隨海馬的萎縮而衰退，隨之加深的是對刺激—反應策略的依賴。人的行為也會因此變得更加刻板固執。

　　研究發現，長期依賴GPS導航的老年人，其海馬體積更小，在輕度認知障礙測試中表現更差。海馬是阿爾茲海默患者最先衰退的腦區之一，而輕度認知障礙也是這種疾病的預測指標，一些科學家因此擔心，長期依賴GPS導航可能會加速老年痴呆的降臨。

　　● 健康成人（左）與阿爾茲海默患者（右）的大腦對比，後者的海馬已經萎縮

　　雖然研究沒有說明，究竟是海馬體積小的個體更依賴GPS，還是對GPS的依賴加速了海馬的萎縮，但結合導航經驗和空間訓練塑造海馬的各種實例，我們有理由認為這種影響很可能是雙向的。

　　空間認知的功能不僅限於導航。海馬與各種感覺皮層有著豐富的聯繫，負責編碼視聽觸嗅味、喜怒哀懼思的意識體驗，形成連貫的個人記憶。這些過程意味著建立經驗元素的空間秩序，並影響我們認知和思考事物的方式。

　　除了GPS導航，現代生活在很多方面鼓勵我們依賴外在的便捷工具。值得留心的，是我們與工具之間的雙向關係，在工具成為自身外延的同時，我們也成了工具的外延。

　　如作家尼古拉斯·卡爾所言：「木匠手拿鎚子時，他只做鎚子能做的事，他的手變成了釘釘子和拔釘子的工具。戰士在使用望遠鏡時，視野變遠了，但看到的只有鏡頭之內的東西。」

　　主要參考文獻：

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　　7.Differential Roles in Hippocampus and Caudate Nucleus in Memory： Selecitve Mediation of 『Cognitive』 or 『Associative』 Learning， Graduate Thesis， Mark G， Packard， 1999；

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