关于“你怎么知道自己在这儿”这个问题，哲学家已经争论了几个世纪。尽管在过去大约150年的时间里，科学家一直在辩论，但还是没能弄明白：我们是准P为什么會在这儿P相反，他们却让我们更加迷惑：我们究竟是怎么知道我们在这儿的?当代量子力学的“不确定性原理”证明了基市粒子在某种条件下位置的不确定性，似乎更加颠覆了我们对宁宙物质的看法，这当然也包括我们白己在内。

对于哲学家的问题，虽然我们仍然没有答案，但是最近的研究至少让我们距离“这儿”的概念更近了一步——我们的大脑有它自己的“导航定位系统”。

我在哪?

每天，你都能轻而易举地完成一些任务：认出你的母亲，找到你的钥匙，去卫生间，演奏小提琴……也许你认为这太理所当然了，并没有什么大不了的。可是，就在完成这些看似再普通不过的任务过程中，你的大脑一直在扮演一个侦探的角色!很不可思议?确实如此，因为直到现在，大脑是怎样完成这些任务的仍然是个未解之谜。不过，可以肯定的是，大脑的确充当了一个重要角色，它可以通过协调不同的感觉和运动区域来识别信号。

2014年，诺贝尔生理学或医学奖授予了英国伦敦大学学院的约翰·奥基夫(John O'Keefe)教授，以表彰他在网格细胞和位置细胞的研究中所做出的突出贡献。然而，这项了不起的研究却起源于一个非常简单的现象。奥基夫发现，大鼠可以在一个非常小的空间内自由地活动。于是他监测了大鼠大脑内海马细胞的活动，发现其中有一群细胞就像人类用GPS查看地图一样可以准确地规划活动方案。其中一类细胞叫作位置细胞，它们随机地分布在大鼠大脑中，大鼠到达某个位置，一个位置细胞被激活(释放一种化学信号),当它再次到达此位置时这个位置细胞再次被激活。大鼠在迷宫的任何一个位置都会发生位置细胞的激活，这些位置细胞帮助大鼠记住了曾经去过的地方。这也解释了为什么我们迷路时，虽然不知道接下来该怎么走，却记得路上的某些地方。

记录走过的路

准确记录走过的路的是另外一种细胞网格细胞。就像经纬线一样网格细胞把空间位置构建成了一个坐标系，为我们完成定位和寻路。当大鼠在某个特定位置移动或者经过这个位置时，大脑中对应的网格细胞会放电。当它移动到另一个位置时，对应的网格细胞再次放电。这些放电的位置构成了这个网格细胞对应的一些像蜂巢一样的六边形网格。不同的网格细胞连在一起，它们所负责的位置点就构成了实现GPS定位的空间网。于是，大鼠经过的任何一个点都可以在这个空间网中准确定位，在大脑海马体区域的神经元活动就准确地与大鼠的行为联系起来。虽然网格细胞不能控制你下一步往哪儿走，却可以清晰地记录你是怎么走的。

正如伦敦大学学院空间认知研究小组的负责人雨果·施皮尔(Hugo Spiers)所说：“网格细胞与位置细胞的发现是非常重要的，它们为神经科学家架起了联系细胞层面与认知层面的桥梁，并且也解释了大脑细胞是如何帮助我们导航、回忆过去和构想未来的。”当然，位置细胞和网格细胞也可以帮助我们认识和了解新的环境。

4种细胞构成人脑GPS

关于网格细胞和位置细胞是如何影响人类行为的，奥基夫也做出了解释：“大脑的这个区域很灵活，能够做一些新奇的出人意料的事情。它们可以用来规划路线，而且可以记住在不同的时刻你在某一具体位置做了什么,甚至可以计划未来。”事实上，大脑的这个区域也是首先受到阿尔茨海默病进攻的位置。那么在阿尔茨海默病发病初期，大脑海马体的这些细胞究竟发生了什么?奥基夫说：“我们可以通过研究这部分区域去寻找答案，我们还希望随着病情的发展，记录和追踪这个区域发生的变化。这样，我们就能知道，阿尔茨海默病什么时候开始，从哪里开始，并且在第一时间找到对付它的办法。”

然而，网格细胞和位置细胞并不是唯一对大脑GPS有贡献的细胞，生活中帮我们完成定位和导航的细胞至少还有其他两种。一种叫作头向细胞，它对方向十分敏感，甚至可以预测头部转向哪个方向，并提前95毫秒被激活。当我们的头转向某个方向时，它们会变得异常活跃。但是与位置细胞和网格细胞不同的是，头向细胞无法感知空间。另一种是边界细胞(也叫边缘细胞或定界细胞),它们在居于特定方向和特定距离时被激活。奥基夫发现，某些边界细胞可以针对一类特定的位置激活，例如有一群细胞总是在大鼠到达矩形区域的右上角时激活，这样即使换了新环境，大鼠也记得在到达右上角时拐弯。

接下来我该切哪儿呢?

我们已经知道，人类大脑中的特定细胞可以发挥类似GPS的作用，告诉我们身处何方、去过哪里、正面对哪个方向，并试图预测我们要去的地方。但是这在现实生活有多重要、我们能否改进这些细胞的工作，现在还没有定论。不过我们已经知道大脑的某些区域可以构建出我们的周边环境，就好像我们对物理空间存在一个视觉化的感知和定位。于是，通过了解这些细胞的生理功能，我们可以更好地实现空间认知。

我们用左脑来想象，用右脑来思考。在视觉上认识和解读的能力被称为空间认知或空间智能，空间认知是由右脑负责的，来完成解谜、读建筑和工程图以及任何与解读空间相关的事。解读空间远比解读画面复杂!比如，用指南针和地图规划出路线后，徒步旅行者就能“看到”一条原本不存在的穿过森林的路。又比如，下棋时我们不仅要计算自己要走的下一步棋，还要预测对手可能走的下一步，有时甚至还会提前规划出几步之后的棋。这些都要归功于大脑的GPS!

对于临床医学，这种认知空间的能力是至关重要的。每个医学系的学生都要学习解剖学，了解身体各个部位的相对位置，如哪根静脉位于肺部的表面。同样，通常外科医生需要在无法实际看到身体内部的情况下做手术，如在身体表面打开小孔，把手术器械伸进身体里完成微创手术。这时候，医生看到的是手术位置的视频图像，这样的角度是他们在任何解剖学教科书上从未看到过的。因此，他们只有把了解的知识可视化，才能进行手术部位的精确定位，特别是像大血管一类的敏感组织，当然需要先“看”清楚才能动刀。医生在看X光片、CT扫描图等这些代表三维空间的图像时，也必须对这些图像进行空间想象才能理解它们的含义。

研究表明，训练空间认知能力可以提高记忆和解决问题的水平。能够将解决方案可视化的人比那些需要将每件事罗列出来才能找到解决方案的人更为出色。对年幼的孩子来说，这种训练可以很简单，可以定期让他们练习将解决方案可视化，比如预测能否把全部食物装入袋子，或者怎么铺才能让床单更适合床垫等。对于大一些的孩子和成年人，可操纵的3D视频游戏是一个不错的选择，这对提高解决问题的能力很有帮助，当然也要控制游戏的时间。同样，处理实际生活中的事务，比如烹饪、雕刻或维修发动机等都能提高空间认知能力。