波士頓大學(xué)研究老鼠大腦紋狀體 或有助于提高自動(dòng)駕駛汽車導(dǎo)航能力

據(jù)外媒報(bào)道，某一天，當(dāng)自動(dòng)駕駛汽車在道路上安全運(yùn)行，而機(jī)器人能夠執(zhí)行復(fù)雜的、對(duì)人類來(lái)說(shuō)風(fēng)險(xiǎn)太大而無(wú)法執(zhí)行的救援行動(dòng)時(shí)，我們可能需要感謝老鼠，以及波士頓大學(xué)神經(jīng)科學(xué)家團(tuán)隊(duì)。

波士頓大學(xué)研究員Jake Hinman、William Chapman，以及波士頓大學(xué)系統(tǒng)神經(jīng)學(xué)主任兼心理學(xué)和腦科學(xué)藝術(shù)與科學(xué)學(xué)院教授Michael Hasselmo確認(rèn)，特殊的大腦細(xì)胞確實(shí)能夠?yàn)槔鲜筇峁┯嘘P(guān)周圍環(huán)境的地圖，研究人員們認(rèn)為，人類大腦中也有此類神經(jīng)元，但是需要進(jìn)一步的研究來(lái)確定這一點(diǎn)。

該研究的部分資金由國(guó)防部（Department of Defense）的多學(xué)科項(xiàng)目的撥款，提供了有價(jià)值的、有關(guān)大腦導(dǎo)航系統(tǒng)的工作原理，此類知識(shí)可用于打造更智能的自動(dòng)駕駛汽車，讓其能夠在滿是障礙物和生命體的道路上安全行駛。

幾十年來(lái)，科學(xué)家們一直認(rèn)為，人腦中的海馬體負(fù)責(zé)存儲(chǔ)有關(guān)周圍環(huán)境的地圖，功能類似于大腦的文件柜，存儲(chǔ)著類似于在谷歌地圖（Google Maps）上尋找地點(diǎn)時(shí)彈出來(lái)的地圖圖像。但是，有些研究人員提出，為了有效利用此類地圖為人類導(dǎo)航，大腦必須首先將此類圖像轉(zhuǎn)換成谷歌的“街景地圖”，心理上將自己置于第一人稱視角。換句話說(shuō)，研究人員必須研發(fā)出一個(gè)概念，說(shuō)明相對(duì)于人類自己來(lái)說(shuō)，地圖的邊界和地標(biāo)具體位于大腦的哪個(gè)位置。

現(xiàn)在，波士頓大學(xué)研究小組的發(fā)現(xiàn)提供了首個(gè)生物學(xué)證據(jù)，證明街景地圖功能確實(shí)存在，至少在老鼠身上是存在的，特別是在大腦深處幫助控制行為的紋狀體（striatum）區(qū)域確實(shí)存在該功能。

研究人員將老鼠帶到一個(gè)房間，里面放了一些被壓碎的果脆圈。當(dāng)老鼠開始尋找果脆圈時(shí)，研究人員利用電極片發(fā)現(xiàn)，老鼠大腦紋狀體內(nèi)的特殊腦細(xì)胞（稱為自我中心邊界細(xì)胞）會(huì)變得非?；钴S，會(huì)以不同的方式觸發(fā)，引導(dǎo)老鼠在該環(huán)境中找到食物。

研究人員表示，紋狀體內(nèi)的邊界細(xì)胞就是老鼠的“街景地圖”，以精確的方式發(fā)出信號(hào)，使老鼠在尋找食物的過程中能夠自行定位。

研究人員表示，進(jìn)行該研究的最終目的是要讓自動(dòng)駕駛汽車和機(jī)器人能夠在復(fù)雜環(huán)境中有效導(dǎo)航。雖然機(jī)器人和自動(dòng)駕駛汽車在空蕩蕩的地方運(yùn)行很安全，但是如果需要在不平坦或是復(fù)雜的環(huán)境中運(yùn)行，甚至人類無(wú)法親自處理的危險(xiǎn)情況中運(yùn)行時(shí)，可能就會(huì)被無(wú)法預(yù)測(cè)的障礙物阻擋。

研究人員表示，大腦的自然導(dǎo)航系統(tǒng)能夠讓自動(dòng)導(dǎo)航機(jī)器人更好應(yīng)對(duì)危險(xiǎn)情況，也可讓自動(dòng)駕駛汽車在復(fù)雜道路和地形上安全運(yùn)行。

雖然該研究對(duì)自動(dòng)駕駛汽車有益，但是仍有許多不確定因素有待探索。目前，研究人員只研究了此類邊界細(xì)胞對(duì)邊界的反應(yīng)，未來(lái)，研究人員希望能夠研究此類細(xì)胞如何對(duì)更動(dòng)態(tài)的邊界和地標(biāo)（如移動(dòng)的物體和人）做出反應(yīng)。此外，研究人員還在研究此類細(xì)胞在黑暗環(huán)境中如何反應(yīng)，或者是否會(huì)反應(yīng)，因?yàn)樵诤诎淡h(huán)境中，人或動(dòng)物可依賴的視覺信息較少。