飛鴿傳書,老馬識途。人類很早就已經意識到,很多動物具有出類拔萃的導向能力,縱使萬水千山,無論陰晴雨雪,這些神奇的動物總能知道路在何方。人類當中也不乏這樣的認路高手,它們的腦海中似乎嵌入了" GPS”,怎樣都不會迷失方向。
它們是怎樣做到不迷路的呢?早在20世紀SO年代,科學家們就通過對一些腦外傷患者的研究了解到,建立記憶的過程和大腦中一塊被稱為“海馬”的腦區(qū)密切相關。實驗也佐證了這樣的觀點:我們知道,像老鼠之類整天在錯綜復雜的洞穴中穿行的動物,天生就擁有極為強大的導向能力,然而如果科學家人為地去切除大鼠或小鼠大腦中的海馬,它們也會一下子變成“迷途的老鼠”。
1971年,倫敦大學學院的約翰·奧基夫,在前人工作的基礎上,又設計了這樣一個實驗:他們先在大鼠的海馬中植入了一個記錄電極,然后將大鼠放置在一個空曠的房間中讓其自由活動,發(fā)現(xiàn)了構成記憶體系的第一組成部分。
經過長時間的努力,他們在紛亂錯雜的神經信號中分離出了一組獨特的信號,而這組獨特的信號則來自一類以發(fā)放電信號方式實現(xiàn)功能的獨特的神經元。奧基夫將這類神經元命名為“位置細胞”。位置細胞的獨特之處在于,他們的活躍程度只和大鼠所處的位置有關系:當大鼠待在某個特定區(qū)域時,某幾個特定的位置細胞就會變得特別活躍;而當大鼠跑到另一個區(qū)域時,就會有另外一批位置細胞活躍起來。雖然位置細胞的總數(shù)量并不算很多,但是他們通過不同的組合方式可以包含海量的信息。每種特定的位置細胞的組合對應一個特定的區(qū)域,當大鼠進入這個區(qū)域時,該組合的位置細胞就會活躍。
在奧基夫對位置細胞超過30年的研究中,他們了解到位置細胞能夠和海馬中其他的細胞合作,將那些來自大鼠感覺器官當時所處環(huán)境的特征信息,與過往記錄到的不同位置的特征信息加以比對,通過這種方法,大腦將特定的特征信息與特定的空間位置聯(lián)系起來,形成了空間位置記憶。位置細胞在空間位置記憶中發(fā)揮著核心作用,如果用某些實驗方法殺死大鼠腦中的位置細胞而保留別的細胞,那么這只大鼠的空間位置記憶就會受損但不會影響到其他的記憶。
和別的記憶一樣,這種空間位置記憶既可以隨著時間推移而遺忘,也可以通過反復訓練來加強,乃至終身保留、但是這種記憶的特殊之處在于它擁有一定的可塑性:當環(huán)境發(fā)生一定程度的變化時,這些記憶也可以根據(jù)環(huán)境改變作出一定的修正,這解釋了我們?yōu)槭裁茨茉谥茉猸h(huán)境不斷變化時,依然可以準確地記住那些地點。
“我們知道自己的位置,但我們想去另一個地方,還需要相對的空間位置關系”。2005年,一對科學家夫婦另辟蹊徑,把主要研究對象從海馬體轉移到與海馬體聯(lián)系最緊密的“內嗅皮層”,發(fā)現(xiàn)了“內嗅皮層”中存在著一種“網(wǎng)格細胞”,這些細胞在空間認知的過程中起到了“坐標軸”作用,從而使大腦可以回答“從哪里出發(fā)”的問題,并知道“要到哪兒去”這些發(fā)現(xiàn)使他們與奧基夫共享了今年的諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。
8.下列對文中“位置細胞”的理解,不恰當?shù)囊豁検?
A.是一些動物形成空間位置記憶的獨特的神經元。
B.它活躍的程度只和一些動物所處的空間位置相關
C.是一些動物大腦中專門用以導航的神經細胞。
D.它總數(shù)有限但用不同組合方式能包含海量信息。
9.下列說法符會原文意思的一項是
A.如果將大腦“海馬”中的位置細胞切除,老馬識途、飛鴿傳書就不一定會出現(xiàn),人將可能會變成路盲。
B.憑借感官收集的環(huán)境信息,位置細胞就可以將它們與過往信息比對、聯(lián)系,進而形成空間位置記憶。
C.空間位置記憶可以隨時間推移而遺忘,也可以通過訓練而加強,這是因為它具有一定的可塑性。
D.“網(wǎng)格細胞”的發(fā)現(xiàn),彌補了對“位置細胞”研究的缺陷,從而使這一領域的研究達到了新的高度。
10.簡要概括科學家破解“飛鴿傳書,老馬識途”秘密的兩大成果。(3分)
參考答案:
8.C
9.A
10.破解空間位置記憶機制,發(fā)現(xiàn)起“空間坐標”作用的“網(wǎng)格細胞”。(3分。寫出一點2分,兩點3分;意思基本符合即可)