新研究精确定位人脑“神经罗盘”

科技日报记者 张梦然

发表在最新一期《自然·人类行为》杂志上的研究中，英国伯明翰大学和德国慕尼黑大学研究人员首次精确定位大脑内部“神经罗盘”的位置，人类正是利用该“罗盘”在空间中自我定位并在环境中实现导航。

该研究确定了大脑内精细调节头部方向的信号，研究结果与在啮齿类动物中发现的神经编码相当。这对于理解帕金森病和阿尔茨海默病等具有重要意义，这些疾病往往损害患者的导航和定向能力。

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。在新研究中，团队使用移动脑电图设备和动作捕捉技术，解决了测量移动中人类神经活动的难题。

52名健康受试者参与了一系列运动跟踪实验，同时通过头皮脑电图记录其大脑活动。当受试者按照电脑显示器上的提示移动头部时，研究人员能够监测到他们的大脑信号。在另一项研究中，研究人员监测了10名受试者的信号，这些受试者已植入颅内电极以监测与癫痫等疾病相关的电生理信号。

所有任务都会让受试者移动头部或眼睛，这些运动产生的大脑信号，再通过脑电图帽（测量头皮信号）以及颅内脑电图（可能记录来自海马体和邻近区域的脑部数据）进行记录。

研究人员随后能成功识别出微调的方向信号，该信号可在受试者头部方向发生物理变化之前被检测到。

分离这些信号使研究人员能真正关注大脑如何处理导航信息，以及此类信号如何与视觉地标等其他线索协同工作。该方法为探索以上特性开辟了新途径，也为神经退行性疾病的研究，以及改善机器人和人工智能的导航技术提供了新思路。