腦科學(xué)研究取得突破：德國研究人員發(fā)現(xiàn)大腦導(dǎo)航系統(tǒng)

你的大腦不只是用來思考的，它同時也是一套精密的導(dǎo)航系統(tǒng)。這個聽起來像比喻的說法，正在被越來越多的神經(jīng)科學(xué)證據(jù)坐實。

2026年，德國馬克斯·普朗克人類認(rèn)知與腦科學(xué)研究所（MPI CBS）所長、神經(jīng)科學(xué)家克里斯蒂安·多勒教授，憑借在這一領(lǐng)域長達(dá)十余年的系統(tǒng)性研究，榮獲德國科學(xué)界最高榮譽(yù)"萊布尼茨獎"，獎金高達(dá)250萬歐元。

這筆獎金背后，是一段關(guān)于人類大腦如何理解世界的迷人故事。

網(wǎng)格細(xì)胞：從老鼠身上找到的人類思維密碼

故事要從2014年的諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎?wù)f起。

版權(quán)所有 ? 2023 Steffen Roth MPI-CBS

那一年，挪威神經(jīng)科學(xué)家愛德華·莫澤夫婦和英國科學(xué)家約翰·奧基夫共同摘得桂冠，獲獎理由是發(fā)現(xiàn)了大腦中的"位置細(xì)胞"和"網(wǎng)格細(xì)胞"——這兩類神經(jīng)元協(xié)同工作，在大腦里構(gòu)建出一張精確的空間地圖，讓動物能夠在環(huán)境中定位自身。

當(dāng)時，這一發(fā)現(xiàn)主要在嚙齒動物身上得到驗證。而多勒教授的重要貢獻(xiàn)，在于2010年他在《自然》雜志發(fā)表的一項研究，首次在人類大腦中檢測到了網(wǎng)格細(xì)胞的活動信號。他讓志愿者在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中自由行走，同時用功能磁共振成像（fMRI）追蹤大腦活動，結(jié)果顯示，人類內(nèi)嗅皮層中同樣存在與嚙齒動物高度相似的網(wǎng)格狀編碼模式。

這意味著，人類對空間位置的感知方式，與小鼠并無本質(zhì)區(qū)別。

但多勒的研究沒有止步于此。

他真正感興趣的問題是：這套導(dǎo)航系統(tǒng)，是否只是用來認(rèn)路的？答案是否定的，而且否定得相當(dāng)徹底。

多勒和包括諾貝爾獎得主莫澤在內(nèi)的國際團(tuán)隊合作，在《科學(xué)》雜志發(fā)表綜述，提出了一個更宏大的假說：人類的思維本身，就是在用導(dǎo)航系統(tǒng)運作的。大腦不僅為地理空間建立地圖，還為概念、知識乃至社會關(guān)系建立同樣結(jié)構(gòu)的"認(rèn)知空間"，用位置和距離來表達(dá)事物之間的相似性與差異性。

虛擬出租車司機(jī)，幫我們看清思維的形狀

該團(tuán)隊在 DoellerLab.com 網(wǎng)站上解釋了他們對大腦的研究。 （DoellerLab.com 網(wǎng)站截圖）

在萊比錫的實驗室里，多勒的團(tuán)隊讓受試者躺進(jìn)掃描儀，在后方屏幕上扮演出租車司機(jī)，駕駛虛擬汽車在數(shù)字城市里接送乘客，同時記錄他們的大腦活動。

實驗結(jié)果非常直觀：導(dǎo)航能力更強(qiáng)的受試者，即能始終找到最短路線的那些人，其內(nèi)嗅皮層和海馬體的激活程度也更高。大腦里的"地圖"越清晰，現(xiàn)實中的路走得越準(zhǔn)。

這本身已足夠有趣，但更深遠(yuǎn)的意義在于它對抽象思維的啟示。

多勒舉了一個例子：如果你想在腦海中整理汽車的種類，可以按"馬力"和"重量"兩個維度來排列——賽車馬力強(qiáng)、重量輕，房車馬力弱、重量重，其余車型各占據(jù)這個二維空間中的不同位置。大腦處理這類抽象概念關(guān)系的方式，與它處理"我現(xiàn)在在哪里"這個空間問題，使用的是同一套神經(jīng)機(jī)制。

社會學(xué)家尼克拉斯·盧曼曾說，他用來整理九萬張手寫筆記的索引卡盒子，正是他大腦的外部映射，因為他總是按照空間位置來組織知識。這個在學(xué)界流傳的趣聞，如今有了神經(jīng)科學(xué)的注腳：把信息"擺放"在空間里，是大腦本來就在做的事情，人類不過是在無意識地模仿自己的神經(jīng)系統(tǒng)。

多勒還提到，最新研究表明，大腦的這套認(rèn)知地圖系統(tǒng)甚至能編碼情緒知識和社會層級關(guān)系，這與2025年發(fā)表于《自然·通訊》的獨立研究相互印證：海馬體和內(nèi)嗅皮層不僅繪制物理空間，也在為情緒和人際關(guān)系繪制"地圖"。

憑借萊布尼茨獎的250萬歐元，多勒正在開啟一項技術(shù)難度更高的實驗：讓兩名受試者同時進(jìn)入兩臺掃描儀，共同完成一項互動認(rèn)知任務(wù)，試圖在大腦層面觀察社會互動中信息是如何被雙方同步編碼和共享的。

這項研究意味著，我們或許很快就能看到"兩個大腦如何共同構(gòu)建一張地圖"的神經(jīng)全貌。

與此同時，馬克斯·普朗克研究所的團(tuán)隊也在推進(jìn)阿爾茨海默病早期識別和新冠后遺癥的臨床研究——認(rèn)知地圖系統(tǒng)受損，正是阿爾茨海默病最早的神經(jīng)特征之一，這讓多勒的基礎(chǔ)研究與臨床應(yīng)用之間，有了越來越清晰的連接。