大腦定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)歷史綜述

1、1大腦定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)歷史綜述大腦定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)歷史綜述鄭從輝華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院廣州摘要：從17世紀(jì)開(kāi)始，歐洲的經(jīng)驗(yàn)主義者就提出人對(duì)外界事物的認(rèn)識(shí)來(lái)源于感官印象。而康德首先引入了“空間概念”。愛(ài)德華托爾曼教授通過(guò)大鼠迷宮實(shí)驗(yàn)提出“認(rèn)知地圖”理論；而外科醫(yī)生斯科維爾通過(guò)對(duì)雙邊內(nèi)側(cè)顳葉切除手術(shù)的病人手術(shù)后的癥狀分析，提出大腦海馬區(qū)與記憶的形成有關(guān)；奧基夫教授通過(guò)對(duì)他的大鼠實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，提出海馬認(rèn)知地圖論。關(guān)鍵詞：空間概念認(rèn)識(shí)地圖海馬Ther

2、eviewofhistyofthediscoveryofthepositioningsystemofbrainZhengConhuiSchooloflifescienceSouthChinaNmalUniversityGuangzhouAbstract:Sincethe17thcentury，Europeanempiricistsputfwardahypothesisthathumancometoknowthingsthroughsen

3、syimpression.Kantfirstintroducedthe“conceptofspace”.BasedonhisratsmazeexperimentsProfessEdwardTolmancameupwiththetheyofcognitivemap.theDrscovillbyanalyzingthesymptomsofpatientsafterthebilateralmedialtempalloberesectionpu

4、tfwardthatthehippocampuswasassociatedwithmemyfmation.BysummarizinghisratsexperimentProfessO’Keefeputfwardthetheyofhippocampuscognitivemap.Keywds:conceptofspacecognitivemaphippocampus前言：2014年10月6日，瑞典卡羅林斯卡醫(yī)學(xué)院宣布，將該年度諾貝爾生理或醫(yī)

5、學(xué)獎(jiǎng)授予來(lái)自美國(guó)的認(rèn)知神經(jīng)生物學(xué)教授約翰奧基夫（JohnO’Keefe）和來(lái)自挪威的神經(jīng)生物學(xué)家梅布里特莫澤（MayBrittMoser）和愛(ài)德華莫澤（EdvardMoser）夫婦，表彰他們發(fā)現(xiàn)了大腦中的“內(nèi)置GPS”──定位系統(tǒng)。這從細(xì)胞層面上給生物在自然界中的定位功能提供證據(jù)，同時(shí)為人類大腦高級(jí)認(rèn)知功能及一些人類疾?。ㄈ绨柶澓Ｄ。┑闹委煹难芯刻峁┝藥椭?。本文將從17世紀(jì)開(kāi)始，按照時(shí)間順序，對(duì)與大腦定位系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)相關(guān)人物及其研究工作

6、進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。3程。他們認(rèn)為學(xué)習(xí)就是某些神經(jīng)通路被加強(qiáng)與某些神經(jīng)通路被削弱的綜合過(guò)程。而在上述過(guò)程中，經(jīng)過(guò)重復(fù)實(shí)驗(yàn)，找到食物的這一刺激應(yīng)答被不斷地加強(qiáng)，而不能找到食物的刺激應(yīng)答則相應(yīng)地被削弱，而整體表現(xiàn)就是大鼠更容易找到放置在迷宮中的食物。（2）另外有些學(xué)者（包括托爾曼教授）認(rèn)為大鼠的學(xué)習(xí)過(guò)程并不是簡(jiǎn)單的刺激應(yīng)答反應(yīng)，而是一種與環(huán)境有關(guān)的像地圖一樣的東西在大鼠的大腦中建立了起來(lái)。他們認(rèn)為大鼠的中央控制中心（中樞神經(jīng)系統(tǒng)）不是一個(gè)老式的電

7、話交換機(jī)房，而是一個(gè)地圖控制中心。接受的刺激并不是進(jìn)行單一應(yīng)答，而是在控制中心中進(jìn)行整合，然后在一個(gè)蘊(yùn)含著環(huán)境信息的、試驗(yàn)性和帶有認(rèn)知功能的地圖中加以體現(xiàn)。托爾曼教授分通過(guò)對(duì)5類實(shí)驗(yàn)進(jìn)行闡述來(lái)說(shuō)明他的“認(rèn)知地圖”理論，這5類實(shí)驗(yàn)分別是：（1）“潛在學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)；（2）“代償性試驗(yàn)與錯(cuò)誤”實(shí)驗(yàn)；（3）“刺激尋找”實(shí)驗(yàn)；（4）“假說(shuō)”；（5）“空間指向”實(shí)驗(yàn)。這里要提到的是“潛在學(xué)習(xí)”、“刺激尋找”實(shí)驗(yàn)和“空間指向”實(shí)驗(yàn)?！皾撛趯W(xué)習(xí)”概念由布

8、洛杰特教授在1929年提出，當(dāng)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物在迷宮進(jìn)行無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，它們?cè)诿詫m中亂竄，探索，常常會(huì)走進(jìn)死胡同去。經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)后再進(jìn)行有獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)，大鼠很容易就會(huì)找到放置在迷宮盡頭的食物，并且在后續(xù)幾天的實(shí)驗(yàn)中都很容易地找到食物，其錯(cuò)誤率也不斷地下降。他指出大鼠將之前在無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)實(shí)驗(yàn)探索過(guò)程中所獲得的空間信息，整合成一張“地圖”，并在適當(dāng)?shù)臈l件下發(fā)揮作用。之后，托爾曼教授與洪錫克教授（Honzik）重復(fù)了布洛杰特的“潛在學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)，也獲得

9、了相似的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，“潛在學(xué)習(xí)”可以說(shuō)是托爾曼教授的“認(rèn)知地圖”論的基礎(chǔ)?！按碳ふ摇敝傅氖枪聦O的大鼠“逃避行為學(xué)習(xí)”實(shí)驗(yàn)。在大鼠生活的籠子的末端，有一個(gè)安裝有食物杯的帶有條紋的模塊。饑餓的大鼠觸碰可以獲得食物但同時(shí)也會(huì)受到電擊。久而久之，大鼠變得不敢靠近帶有條紋的模塊，表現(xiàn)出一種逃避行為。托爾曼教授根據(jù)這一實(shí)驗(yàn)及其進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)，提出大鼠在建立它的認(rèn)知地圖的時(shí)候，它會(huì)選擇性地去接受來(lái)自環(huán)境的刺激以幫助其本身來(lái)建立認(rèn)知地圖，而并非全盤接受

10、個(gè)體所接受的所有信息。這也是托爾曼教授對(duì)“刺激應(yīng)答解釋者”的回應(yīng)?！翱臻g指向”實(shí)驗(yàn)首先由拉什利在1929年報(bào)道，他的幾只大鼠在對(duì)小巷迷宮進(jìn)行學(xué)習(xí)之后，退到起始點(diǎn)附近的位置，從一個(gè)被覆蓋著的開(kāi)口爬上迷宮的頂部，然后再迷宮上直接跑到食物所在位置的上部，并通過(guò)另一個(gè)被覆蓋著的開(kāi)口爬進(jìn)去食物盒中。他由此指出大鼠建立了更廣闊的不僅限于實(shí)驗(yàn)特定通道空間地圖。里奇、卡利什與托爾曼在1946年進(jìn)行他們的“空間指向”實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)分兩個(gè)階段，第一階段與第二