在最近发表在《自然人类行为》上的一项研究中，伯明翰大学和慕尼黑路德维希马克西米利安大学的研究人员确定了一种脑部活动模式，有助于我们防止迷路。这是第一次确定人脑用来在空间中定位和导航的内部神经指南针的位置。研究发现，头部方向的微调非常重要。大脑发送的信号与啮齿动物中的神经编码类似，这对于理解如帕金森病和阿尔茨海默病等疾病中导航和定向受到影响的机制具有重要意义。由于现有技术要求参与者保持静止，因此在参与者移动时测量人类的神经活动非常困难。这项研究的研究人员使用了移动脑电图设备和运动捕捉技术克服了这一挑战。第一作者本杰明·J·格里菲斯博士强调了保持追踪你所面临方向的重要性，指出即使在估计方向时出现小错误，也可能导致重大后果。如果管理不当，位置和方向意识可能是危险的。鸟类、老鼠和蝙蝠具有帮助它们导航的神经电路，但理解人脑如何实现这一目标仍然是一个谜。在一项研究中，52名健康参与者在进行运动追踪实验时记录了他们的脑活动。这使研究人员能够观察参与者在将自己定向到计算机显示器上的线索时的大脑信号。另一项研究涉及在参与者移动头部时监测他们大脑的信号。该研究涉及10名已经进行颅内电极监测以治疗癫痫等疾病的参与者。
在任务中，参与者被要求移动他们的头部或眼睛，来自脑电图（EEG）帽和颅内EEG（iEEG）的脑信号被记录下来。EEG帽测量头皮上的信号，而iEEG记录来自海马体和邻近区域的数据。
研究人员能够证明在调整了EEG记录中可能的混杂因素（如肌肉运动或参与者在环境中的位置）后，脑信号与特定运动之间存在明确的相关性。保持关注方向信号，这可以在参与者的头部方向发生物理变化之前被检测到。格里菲斯博士还提到，隔离这些信号可以更集中地理解大脑如何处理导航信息，并与其他线索（如视觉地标）共同作用。这一方法为研究这些特征开辟了新的可能性，对神经退行性疾病的研究及提高机器人和人工智能中的导航技术可能具有重要意义。在未来的工作中，研究人员计划利用他们的发现探索大脑如何在时间中导航，研究类似的脑活动是否在记忆中发挥作用。
