伯明翰大学和慕尼黑路德维希·马克西米利安大学的研究人员首次找到了内部神经罗盘,人类大脑用它来在空间中定位并在环境中导航。该研究确定了大脑内精细调节的头部方向信号。研究结果与啮齿类动物中发现的神经编码相当,对于理解帕金森病和阿尔茨海默病等疾病具有重要意义,这些疾病的导航和定向功能经常受到损害。

神经罗盘可能有助于深入了解帕金森病和阿尔茨海默病

研究结果发表在《自然人类行为》杂志上,题为“人类真实头部方向的电生理学特征”的文章中。

测量人类移动时的神经活动具有挑战性,因为大多数现有技术都要求参与者尽可能保持静止。在这项研究中,研究人员通过使用移动脑电图设备和动作捕捉克服了这一挑战。

“跟踪你前进的方向非常重要。伯明翰大学Leverhulme早期职业研究员、第一作者本杰明·J·格里菲斯(BenjaminJ.Griffiths)博士表示,即使在估计你所处位置和前进方向时出现很小的错误,也可能造成灾难性的后果。“我们知道鸟类、老鼠和蝙蝠等动物都有神经回路,可以让它们保持在正轨上,但令人惊讶的是,我们对人类大脑在现实世界中如何管理这一点知之甚少。”

一组52名健康参与者参加了一系列运动跟踪实验,同时通过头皮脑电图记录他们的大脑活动。当参与者移动头部以适应不同电脑显示器上的提示时,研究人员能够监测他们的大脑信号。

在另一项研究中,研究人员监测了10名参与者的信号,这些参与者已经接受了颅内电极监测,以监测癫痫等疾病。

格里菲斯补充道:“隔离这些信号使我们能够真正关注大脑如何处理导航信息以及这些信号如何与视觉地标等其他线索一起工作。我们的方法为探索这些特征开辟了新途径,对神经退行性疾病的研究,甚至对改进机器人和人工智能的导航技术都有影响。”

研究人员计划应用他们的学习来研究大脑如何在时间中导航,以找出类似的神经元活动是否与记忆有关。