在人脑中，有一个内置的“ GPS导航器”，它可以利用过去旅行经历的记忆来创建未来的路线。 但是当一个人进入一个新的环境时它如何工作？ 如何成功管理现有知识？ 当我们来到一个新城市并使用卫星导航技术到达目的地时，大脑中会发生什么？
伦敦大学学院的科学家对这些问题进行了研究，得出的结论是，当一个人使用卫星导航到达目的地时，它“断开”了大脑的可用于自建路线的部分。
在先前的研究中，科学家对实验参与者在伦敦的Soho街道进行了巡回浏览，然后在受试者检查沿着这些街道的10条具有不同模拟路线的视频时，使用了功能磁共振成像（fMRI）扫描了他们的大脑。 一些志愿者不得不在十字路口做出决定，最短的路线将是到达给定的目的地，而其他志愿者则收到了在每个十字路口下车的指示。
因此，研究人员小组研究了
海马的活动-
海马的活动区域，即记忆和导航过程中涉及的大脑区域，以及负责计划和决策的大脑皮层。 显然，在一个人独立搜索路线的过程中，他的海马会编码两个不同的环境图：一个是他使用海马的额叶区域以一条直线跟踪到最终目的地的距离，另一个是-到目标的“正确”路线，该路线由后部区域调节。
在路线规划期间，海马充当灵活的引导系统，可根据不断变化的需求在这两个“地图”之间切换。 当目标靠近时，海马后部区域的活动作为归巢信号。
作为他们新研究的一部分，科学家在视频中分析了街道的位置并计算了各种模式，例如，有多少条道路通过路线连接起来，以及它们与该区域的中心有多近。 该研究小组还重新研究了先前工作中的功能磁共振成像结果，以追踪实验参与者向新街道过渡期间出现的大脑活动。
伦敦地图。 蓝色表示容易进行独立导航的街道，红色表示复杂。当志愿者在没有导航员帮助的情况下独立移动并进入他们不知道的新街道时，在他们的海马和前额叶皮层中观察到爆发的活动。 当您可以选择的选项数量增加时，活动水平变得更高。
研究还表明，海马前部的活动与一种叫做集中的特性有关。 此外，科学家们观察到参与者被迫绕道并重建路线时其前额叶皮层的活动。 但是，当受试者遵循导航仪的指示时，这些区域的活动似乎“关闭”。
“如果您在城市中找不到合适的街道有困难，则可能需要海马和前额叶皮层的太多东西。 我们的结果与海马模拟可能路径的模型相符，而前额叶皮层帮助我们计划了哪些将引导我们到达目的地。 当我们拥有可以告诉我们要走哪条路线的技术时，大脑的这些部分根本不会对我们面前的街道网络做出反应。 从这个意义上说，大脑只是关闭而对我们周围发生的事情不“感兴趣”，该研究的主要作者雨果·斯皮尔斯说。
早期研究表明，伦敦出租车司机的海马体比普通人更加发达，因为他们学会了记住伦敦市中心的所有街道和景点。 根据最近的实验，遵循导航员建议的驾驶员海马区不参与路线的构建过程，从而限制了对城市街道网络的研究。
该研究小组还分析了世界主要城市的街道网络，以提供导航的便捷程度的图片。 伦敦拥有复杂的小街道网络，尤其是大不列颠首府的居民和游客的海马区。 在纽约曼哈顿岛，所需的精神导航工作量大大减少-在大多数情况下，您只能直行，左行或右行。
研究的下一阶段将是与智能技术公司，开发人员和架构师合作，这将有助于开发一个人们可以轻松导航的空间。 新数据使他们能够研究城市或建筑物的布局，并提出大脑记忆系统将如何对此做出反应。 例如，研究人员可以从房屋和医院布局的新角度出发，以识别老年痴呆症患者难以感知的部位，并使他们更容易导航。 此外，他们可以在设计新建筑物的过程中提供帮助，从一开始就为遭受这种疾病困扰的人们而设计。
了解城市环境如何影响人脑非常重要。 该研究小组目前正在研究身体和认知活动如何影响大脑功能。 也许导航员会在这项工作中找到他们的应用。
早在1980年代就已经确定了城市格局与人类行为之间的关系，但这是首次揭示这种结构对大脑的影响的研究。
该科研成果于2017年3月21日发表在《自然通讯》杂志上。
DOI：
10.1038 / ncomms14652