Credit: CC0公共域
想象一下，你正穿过一家连锁超市，朝乳品区走去
你已经做过无数次了:在入口处向右转，远离农产品，走过二十几个装着罐装汤、盒装通心粉和其他主食的过道
一排排的工业冰箱应该是对的…大约…在这里
但他们不是
然后你记得:你在镇对面的超市，而不是你邻居的超市
其他的一切看起来都一样，但是乳品区的位置颠倒了，你在商店的错误的一端
长期以来，研究人员一直在努力学习大脑如何记忆空间环境，尤其是那些相似的环境——比如同一家连锁超市的两家商店——以及大脑如何避免混淆，或者不混淆
亚利桑那大学心理学家的一项新研究表明，大脑可能会将类似的环境视为比一对毫无共同之处的环境更加不同
大脑科学家称这个概念为“排斥”
" “直到我们的研究，我们才知道大脑可能如何区分这些东西，”高级研究作者阿恩·埃克斯特伦说，他是科学学院的心理学教授，领导着UArizona的人类空间认知实验室
埃克斯特伦实验室的博士后李政领导了这项发表在《自然通讯》杂志上的研究
这些发现最终可能有助于科学家更好地理解为什么中风和阿尔茨海默病等疾病会导致定向障碍和空间记忆差等症状
“这里的含义可能是，这种神经排斥机制可能会随着年龄的增长而受损，”埃克斯特伦说
“如果你了解健康、年轻的大脑工作的机制，也许你能更好地理解神经疾病和衰老的一些问题
" 三个虚拟城市，九个虚拟商店 这项研究的27名参与者观看了一段动画视频，视频的视角是某人在三个虚拟城市中行走
这些城市看起来几乎一模一样:每个城市都有一个圆形绿地，中间有一家商店，另外六家商店分布在城市边缘
每个城市的商店都在同一个地方，但不是每个城市都有同样的商店
在三个城市的同一地点可以找到三家商店；其他三家店只能在两个城市找到；每个城市都有一家独特的商店
这些视频让参与者从中心的商店到每个城市的其他商店进行虚拟步行
然后，参与者被要求记住每个城市的每个商店在哪里，商店之间的关系，以及在特定商店之间行走需要多长时间
他们能够回顾视频，直到他们觉得已经记住了三个城市的布局
然后，参与者被问及关于城市布局的问题，比如哪些商店在哪些城市，商店之间的距离有多远
郑和说，考虑到这两个城市的相似性，这项任务很有挑战性
那些在测试中得分至少80%的人观看了视频，并再次回答了问题，但这次是在UArizona的BIO5研究所的核磁共振扫描仪中，该扫描仪拍摄了参与者的大脑图像，允许研究人员在任务期间跟踪大脑活动
郑和说，研究人员观察到的大脑活动模式往往非常相似，因为城市本身非常相似
但是，当参与者被问及出现在多个城市的商店时，他们的大脑活动惊人地不同——这表明参与者的大脑对待城市之间共享的同一家商店，就好像y店甚至比实际上完全不同的两家商店更不一样
郑和的发现表明，这就是我们的大脑如何在学习新信息的同时，不使用有限的脑力去重新学习每天发生的类似过程或经历
举个例子，埃克斯特伦指着一家餐馆
外出就餐有很多方面都是一样的——坐着、点餐和等餐
但是和浪漫的伴侣共进晚餐会比和同事共进晚餐有很大的不同
埃克斯特伦说:“这是对大脑的挑战:我们日常生活中的很多东西都是相似的，所以没有理由用我们有限的资源去重新学习非常相似的经历。”
“但与此同时，为了能够学习，我们必须将日常生活中的一些事情视为不同
" 更多的发现，更多的问题 这项研究也加强了对大脑储存两种环境相似性信息的理论的支持
这项研究表明，这些信息可能保存在前额叶皮层——大脑前部附近的一个区域，负责管理复杂的功能，如计划和决策
另一种理论认为，这些信息储存在海马体中，海马体是大脑中在记忆和导航空间中起重要作用的部分
人类有两只海马，每只长约一厘米，位于大脑靠近耳朵的两侧
郑和埃克斯托姆计划将他们的发现应用于更多关于神经疾病的问题，如中风和阿尔茨海默氏症
埃克斯特伦实验室的一个房间最终将成为一个虚拟现实空间，研究人员可以在这里创建一个虚拟超市，研究老年人或有老年痴呆症风险的人如何导航和学习新的空间
视频和虚拟现实工具长期以来被用于埃克斯特伦的实验室来研究空间导航和记忆
这项工作基于郑在2019年加入实验室研究空间认知之前在中国神经科学研究中使用的方法
“我以前的工作重点是‘什么’”，郑说
“来这里是研究‘何时’和‘何地’的好机会
"
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