网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

更新诺奖发现!《科学》:大脑预测下一步的工具找到了

0
分享至

▎药明康德内容团队编辑

2014年,来自挪威的莫泽夫妇(May-Britt Moser与她的丈夫Edvard Moser)和John O’Keefe共同登上科学之巅,分享了那一年的诺贝尔生理学或医学奖。

三位科学家共同揭示了大脑中的“定位系统”。其中,O’Keefe教授在1971年发现了海马脑区中存在一种“位置细胞”(place cell),在个体处于特定空间位置时被激活。30多年后,莫泽夫妇找到了大脑定位系统的另一块重要拼图。在海马与皮层之间的内嗅皮层脑区,他们找到了大脑里的“空间坐标系”——网格细胞(grid cell)。当个体移动时,这类神经元以网格状提供了类似于经纬度的“坐标”,允许个体进行精确的定位和寻路。

▲莫泽夫妇发现了大脑中的网格细胞(图片来源:诺贝尔奖官网)

位置细胞和网格细胞共同组成了大脑中的“GPS”,确定我们所处的位置。如果更进一步思考,除了对当前定位,我们的大脑里是否还有某种系统,可以预测个体未来的位置呢?

在一项发表于《科学》的最新研究中,日本理化学研究所(RIKEN)脑科学中心的两位科学家在已知的网格细胞之外,发现了一种全新的预测网格细胞(predictive grid cell),为空间导航中的前瞻性规划提供支持。

在这项研究中,两位科学家对内侧内嗅皮层(medial entorhinal cortex , MEC)脑区进一步展开分析,来探索这个区域如何创建未来位置的地图。

为此,研究团队设计了一项目标导向行为任务,在一片正方形的开阔平地上,让大鼠在两个水源奖励之间来回走动。两处水源的位置每过一段时间会改变一次,这样大鼠的移动轨迹可以覆盖整个区域。同时,他们使用探针记录大鼠MEC中单个神经元的活动情况。

为了评估MEC神经元能否编码未来空间信息,研究人员分别用大鼠的实际位置、沿轨迹运动前后的位置,来构建神经元放电频率图。

结果,作者观察到一部分MEC神经元在原始位置的放电频率图中没有显示出网格特征,但是在未来位置的放电频率图里,却展现出了明确的网格结构。例如,一些MEC神经元只有在大鼠抵达特定地点之前的30~40厘米处时会被激活,编码这个未来地点的空间信息。

因此,这些神经元似乎预测性地为未来的位置进行编码,这些神经元就被称作预测网格细胞, 一种与莫泽夫妇的发现截然不同的空间系统。

▲预测网格细胞示意图(图片来源:RIKEN)

接下来,研究团队分析了这些细胞进一步编码了什么。作者发现,这些预测网格细胞在预测未来位置时,距离和时间均被编码、用于预测,但在考虑距离时细胞的“网格度”更高。此外,大鼠无论是在前往特定目标还是随机觅食时,都会编码未来位置,这意味着预测网格细胞的功能不仅限于目标导向行为。

综上,这项新研究表明,MEC提供了一张预测图,支持空间导航中的前瞻性规划,并且在时间信息的整合和预测中发挥着重要作用。论文通讯作者Shigeyoshi Fujisawa教授指出,这项研究为海马和MEC回路中的空间导航和情景记忆形成机制提供了重要见解,接下来研究团队希望阐明此类预测网格细胞的组织机制。

人类独特的大脑让我们拥有了超群的智慧,但我们对这枚器官仍然了解有限。

我们的智慧从何而来?对于大脑结构与功能,我们有了哪些新认知? 我们在生活中做什么,可以让大脑更健康?

《学术经纬》团队整理了30篇脑科学研究报道合集,带你了解三磅重的奇迹。扫描或长按下方二维码即可获取↓↓

封面图来源:123RF

参考资料:

[1] Ayako Ouchi et al, Predictive grid coding in the medial entorhinal cortex, Science (2024). DOI: 10.1126/science.ado4166

[2] Navigating the future: Brain cells that plan where to go. retrieved 18 August 2024 from https://medicalxpress.com/news/2024-08-future-brain-cells.html

本文来自药明康德内容微信团队,欢迎转发到朋友圈,谢绝转载到其他平台。如有开设白名单需求,请在“学术经纬”公众号主页回复“转载”获取转载须知。其他合作需求,请联系wuxi_media@wuxiapptec.com。

免责声明:药明康德内容团队专注介绍全球生物医药健康研究进展。本文仅作信息交流之目的,文中观点不代表药明康德立场,亦不代表药明康德支持或反对文中观点。本文也不是治疗方案推荐。如需获得治疗方案指导,请前往正规医院就诊。

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
中国月季赴美,背后有什么故事?

中国月季赴美,背后有什么故事?

极目新闻
2026-10-13 15:46:50
日本:中国游客撤离之后,情况非常微妙

日本:中国游客撤离之后,情况非常微妙

茶狐看世界本尊
2026-10-14 11:26:03
梅朗雄竞选总统表态,给中国吃下定心丸,一旦获胜,五常以后3:2

梅朗雄竞选总统表态,给中国吃下定心丸,一旦获胜,五常以后3:2

麓谷隐士
2026-10-14 08:17:33
网络炸锅!江浙沪开启“反向养老”,全乱套了…

网络炸锅!江浙沪开启“反向养老”,全乱套了…

慧翔百科
2026-10-14 17:31:10
把不买社保的人找出来,为什么不把没工作的人找出来安排工作呢?

把不买社保的人找出来,为什么不把没工作的人找出来安排工作呢?

葱哥说
2026-10-14 21:35:26
王星在诈骗园区被胁迫刷脸借下高额网贷,最终选择分期偿还!王星:法律上可撤销,但现实中被迫偿还;律师:受胁迫事实需要完整证据链支撑

王星在诈骗园区被胁迫刷脸借下高额网贷,最终选择分期偿还!王星:法律上可撤销,但现实中被迫偿还;律师:受胁迫事实需要完整证据链支撑

极目新闻
2026-10-14 20:24:15
外交部已正式发布消息,中共中央政治局委员、外交部长王毅将担任中方主席特别代表;王毅此次出访的行程安排得相当紧凑

外交部已正式发布消息,中共中央政治局委员、外交部长王毅将担任中方主席特别代表;王毅此次出访的行程安排得相当紧凑

z千年历史老号
2026-10-14 20:18:17
体制内外退休金的巨大差距引起老百姓的很大不满!

体制内外退休金的巨大差距引起老百姓的很大不满!

逍遥论经
2026-10-08 14:57:40
又反转!懂车帝的事越闹越大了

又反转!懂车帝的事越闹越大了

大张的自留地
2026-10-14 13:00:45
鏖战3小时险胜过关!郭涵煜主场继续突破之旅,首进1000赛16强

鏖战3小时险胜过关!郭涵煜主场继续突破之旅,首进1000赛16强

全景体育V
2026-10-14 18:53:32
来了来了!官宣FMVP!正式加盟广东男篮

来了来了!官宣FMVP!正式加盟广东男篮

篮球实战宝典
2026-10-14 21:19:40
釜底抽薪!网传杭州KTV复工定下两条硬规,拆除休息室切换量贩系统,传统商K盈利模式彻底崩塌

釜底抽薪!网传杭州KTV复工定下两条硬规,拆除休息室切换量贩系统,传统商K盈利模式彻底崩塌

火山詩话
2026-10-14 08:04:42
周启豪爸爸:本以为儿子和陈幸同恋爱够幸福,没想到,幸福升级了

周启豪爸爸:本以为儿子和陈幸同恋爱够幸福,没想到,幸福升级了

娱说瑜悦
2026-10-14 15:18:31
经中央纪委常委会会议研究,开除伍浩党籍

经中央纪委常委会会议研究,开除伍浩党籍

新京报
2026-10-14 17:21:19
震惊!重庆足浴店推出工位费新规:80名技师月交3000,老板月入24万,引发争议

震惊!重庆足浴店推出工位费新规:80名技师月交3000,老板月入24万,引发争议

火山詩话
2026-10-14 14:21:09
卢宇光称俄军训练场疑似发现鼠疫!欧盟通过对俄最大规模制裁

卢宇光称俄军训练场疑似发现鼠疫!欧盟通过对俄最大规模制裁

项鹏飞
2026-10-14 17:47:07
震惊!“商务密室逃脱”披着娱乐外衣横空出世,网友:据说名字很正,玩一次能回味很久

震惊!“商务密室逃脱”披着娱乐外衣横空出世,网友:据说名字很正,玩一次能回味很久

火山詩话
2026-10-14 07:37:36
女子和丈夫约定“各玩各的”,妻子玩的花丈夫嫌吃亏了,2013年杀死妻子

女子和丈夫约定“各玩各的”,妻子玩的花丈夫嫌吃亏了,2013年杀死妻子

汉史趣闻
2026-10-14 17:15:04
25岁女网红参加马拉松比赛不幸离世:倒下时离终点只差497米

25岁女网红参加马拉松比赛不幸离世:倒下时离终点只差497米

快科技
2026-10-15 00:16:06
“爱用洗衣凝珠的人天塌了”冲上热搜,男子称妻子使用洗衣凝珠时,里面的液体不慎溅入眼睛,一块眼角膜被腐蚀

“爱用洗衣凝珠的人天塌了”冲上热搜,男子称妻子使用洗衣凝珠时,里面的液体不慎溅入眼睛,一块眼角膜被腐蚀

极目新闻
2026-10-13 17:51:30
2026-10-15 02:52:49
学术经纬 incentive-icons
学术经纬
速递生命科学重磅学术新闻
2503文章数 20730关注度
往期回顾 全部

科技要闻

苹果iPhone Duo完成大模型备案

头条要闻

女副部包惠被开除党籍:违规决策造成重大金融风险

头条要闻

女副部包惠被开除党籍:违规决策造成重大金融风险

体育要闻

巴萨4比1加拉塔萨雷:亚马尔杀穿地狱

娱乐要闻

胡歌觉得仙剑三很幼稚,忘了来时路?

财经要闻

赫尔曼・西蒙拆解下一轮产业机会

汽车要闻

风格更豪华/座舱更舒适 全新旅行者7上市 燃油版售12.59万起

态度原创

房产
亲子
旅游
健康
公开课

房产要闻

突发!三亚超级万象城改规公示下架!

亲子要闻

呼吸道合胞病毒高发季来临,新型长效预防单抗落地北京

旅游要闻

京郊彩叶渐入最佳观赏期

孩子运动莫名晕倒?当心这类疾病

公开课

李玫瑾:为什么性格比能力更重要?

无障碍浏览 进入关怀版