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筆記達人 | 肖林、羽晗
封面設計 & 責編 | 智勇
內容來源：2019年9月4日，在中歐創業營第七期劍橋畢業模塊，2014年諾貝爾生理學/醫學獎得主，倫敦大學學院認知神經學教授John O』keefe 進行了題為《大腦GPS系統&腦科學未來趨勢》的精彩分享。
活動筆記•文化生活
筆記邀您閱讀前，先思考：
我們在找路時，大腦在幹什麼？
為什麼老年人更容易得老年痴呆症？
一、線路思維與地圖思維
我們先從一個非常簡單的問題開始討論：我們怎樣去找到某個具體的地址和位置？
假如我們在劍橋的羅賓森學院，現在要去國王學院參觀，之後要再回到羅賓森學院，要如何走？
1.兩種找路策略
我們有兩種不同的策略：一種是找路的方式，就是按照路線走；一種是看地圖走。
路線是什麼？就是一系列的指令，看到什麼做什麼這樣一種指令。
你從國王學院的後門出發，穿過劍河，到皇后路的時候右轉，走個幾百米，經過紀念園後再往前走，到路口的時候左轉進入百利爾步行道，在叉路口左轉，到路口再左轉，進入格林治路，很快在右手邊就能看到羅賓森學院，這就是一系列的指令，非常具體的指令。
路上會有一些地標，看到地標你知道自己在什麼位置，知道自己沒走錯，你繼續往前走，它有非常具體的指令。
它的目標是什麼？就是要你最終到達某個地點。大家會注意到，這樣的指令，對於一個具體目標來說很有用，是專門為解決這個目的而做的。但如果換一個目標，要去別的地方，那就麻煩了。
這些指令簡單易理解，但只要終點和起點換了就沒法用了，這個叫路線的方法。
跟它形成對比的是另外一種方法，就是我扔給你一個地圖，告訴你現在所在的位置，再指出你的目標在哪，你自己去找。這是地圖策略。
你可能走的路線跟前面講的路線一樣，或者你可以找別的路線，地圖並沒有限制你的路線，沒有嚴格告訴你應該怎麼走。你可以自己設計路線，任何兩點之間給你一張地圖都可以自己設計路線。
地圖含有大量信息，信息密度非常大，地圖非常的靈活。
2.兩種找路策略的異同
如果你按照路線走，迷路了，你就不知道自己在哪，也回不去了。
如果你按照地圖走，就可以有很多不同的路線，你知道你現在在哪，你就可以設計不同的路線到目的地。實際上你可以自己開發，理論上來說有無限的路線，從地圖上可以自己開發無窮的路線。
路線死板、不靈活、僵化，但是更容易使用，也更快速；而地圖很靈活，它不受噪音幹擾，但是你得不斷確認位置，速度可能更慢。
路線信息不多，而地圖蘊含了大量的信息。
路線便利性更好，而地圖有點難你要學習，你得先知道我自己在哪，目的地在哪，北在哪，才有可能到達目的地。
這就是地圖和路線之間的關係，地圖給你提供了無數的路線，它們是兩種不同的方法。
大腦遵循的就是地圖的認知方式，它能夠把很多的主題聯繫起來。
我們看到路線圖的動機就是要到達目的地，而地圖則是為了滿足好奇，你得先有個地圖才能使用。
大腦遵循地圖的認知方式，不僅僅局限於我們人類，動物也是。當一個動物進到一個陌生的環境當中，這個動物做的第一件事情就是來了解這個環境，畫一個地圖出來。
3.焦慮水平會影響我們的行為
如果我在很恐懼的選擇用路線或者用地圖，這個時候我肯定會用路線。人的焦慮水平會決定我們在學習新東西，或者找路的時候使用哪種方法。
由此，我們可以引導人們採取哪種學習方式，通過調整他的焦慮水平就可以引導他的行為。恐嚇他，讓他害怕，就會改變他的行為。
4.通過遊戲來研究人類如何認路和識別方向
通過研究大鼠，我們發現了空間細胞，它在海馬體之中，像是大腦內置的導航系統，幫助動物來找路。
但是光是研究大鼠還不夠，人類跟大鼠不一樣，我們需要研究人。1999年中期，電子遊戲出現了，它便宜，還給我們打造了研究人腦方向識別的環境。
我們把遊戲內容打造成了一個實驗環境，讓參與實驗的人來玩這個遊戲。他們先玩一個小時遊戲，熟悉環境之後，把他的頭放到掃描儀裡，他們邊在遊戲裡完成任務，我們邊掃描他們的大腦。
在看這些大腦掃描圖時，當我們使用地圖策略時，大腦裡有兩個部分比較活躍：海馬體和頂葉。也就是說，我們使用地圖找路的時候，大腦當中的海馬體和頂葉肯定會被使用到。
實際上，我們需要這兩個部位的相互合作，才能夠找到位置，才能夠去找到你想去的方向。
只要跟導向相關，就必然用到海馬體，同時，你找方向的能力越好，你的海馬體被激活的程度也越高。
二、細胞研究
我們的大腦中有很多細胞，通過這些細胞，我們可以知道自己當前的位置。
具體案例：
比如說有一張地圖，這個地圖上有些不同的地點，每一個地點都是通過細胞的方式來表達。一個動物在A這個地方，這個領域其實是包含了很多的細胞，它們要共同做出反應。這個系統，會告訴這個動物它現在在哪。
比如說大腦系統告訴你這邊有一個窗戶，用這樣的方式告訴你現在的位置在哪，或者它告訴你之前的位置，通過移動的方式來告訴你的位置。
這個動物在A點的時候，它可以利用細胞的錶針，幫助它到達B點，這裡面就包括距離要知道、方向要知道，要有這樣的一些距離和方向，來告訴你怎麼樣從A點到B點。
還有網格細胞（它的主要作用是幫助動物和人類認路），這些細胞可以幫助我們確定矢量的值是多少。
比如你在A，我們沿著某一個方向，我們走多遠的距離到達B點，這是我們的頭腦裡的認知地圖。
你去採取某個行動的時候，網格細胞會給你做這樣的預測。比如說我看到這個門，大腦就會告訴我，我朝著這個門的方向走過去我會看到什麼，大腦可以做出這樣的預測和預判。
大腦可以給你產生許多通往目的地的路徑。比如說從A點到B點，因為這條路出了問題，我們可以通過另外一條路去，比如從A點到C點，C點再到B點，這樣的話，我們大腦的這些細胞可以形成不同的路徑，幫助你到達目的地。
在神經科學裡面，有人發明了這樣一個實驗，叫做蜂巢迷宮實驗。就是想了解，在大腦裡面到底發生了什麼樣的運動。在這個實驗當中，實驗人員可以通過調整裝置的高度來控制大鼠爬行的路徑。
他們用這個平臺來測試動物的行為，看大鼠有海馬體和沒有海馬體時，會不會做路徑的選擇，也會測試它腦子裡的一些細胞對周圍的環境有沒有做出反應。
而海馬體損傷的大鼠在任務表現上就差一點了，它就學不會路徑選擇。因為海馬體會對某個熟悉的環境形成一個認知地圖，用於識別當前位置並且提供從甲地到乙地的導航。很多海馬體受損的病人，患有阿爾茲海默症的病人就是缺乏這種記憶體系。
三、討論阿爾茲海默症
得阿爾茲海默症（也稱老年痴呆症）的原因是：得病的人主要是因為年老。意思就是說，只要你的年紀夠老，遲早有一天你都會得這個病。
很多研究大腦的病理學家相信阿爾茲海默症是因為一種叫做「tau」的蛋白質引起的，「tau」這個蛋白質是細胞代謝的產物，這種物質如果不能夠被代謝出去的話，它們就會造成大腦堵塞，最終造成阿爾茲海默症。
「tau」這樣的蛋白質是有毒的，它們會影響細胞之間的聯繫和溝通。他們從海馬體分散到大腦皮層，最終會擴散到整個大腦。
阿爾茲海默症的早期跡象可能就是記憶力變差、方向感變差，等最後擴散到整個皮層的時候，這些病人必須要有專人去照顧，甚至導致死亡。
我們想要利用我們對海馬體的了解，幫助這些患有阿爾茲海默症的病人，給他們提供治療方案。
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