本文发表于《大众科学》的前博客网络，仅反映作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
有一天，在深海中，我进入了蓝色世界。水肺潜水员应该待在一起并沿着珊瑚礁前进，但我却漂走了。上方、下方和周围都是柔和的蓝色雾霭。压力表指针指向安全范围之外，但也指示空气充足，这既令人惊讶，又不知何故说得通。
后来我了解到，我的水肺潜水伙伴在我快速下沉时把我拉了上来，而且在感觉剥夺的情况下，很快就会出现幻觉，例如我以为我的压力表已升至 11。
几年后，当我深入研究社会神经科学时，我意识到孤独现象类似于进入蓝色世界的体验。超越空虚感的是，在我们的心理空间中，缺乏作为参考点的社会他人。我们经常将其他人描述为位置：“他和我的关系更近了”；“多年来他们已经疏远了”；“我有一个紧密的社交圈”；“她肯定在攀登社会阶梯”等等。如果不借用空间隐喻，几乎不可能描述社会关系。
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这是一种语言习惯，还是我们大脑处理社会生活方式中更深层的东西？
我们可以将社会关系视为导航问题：想象一下您来到一个新的城镇。您需要熟悉镇上的人们，以便找到工作和住所。一个人走近您；她很友善，喜欢交往。您遇到的另一个人是一位顶级开发人员；他很专横且虚荣。他的助手则很钦佩他，也愿意为您做任何事情。
您会怎么做？我们可以设想一个以权力和归属感为框架的棋盘，每次互动都会使这些角色移动。在这个空间内，我们关系的轨迹不断演变。他们的路径讲述了友谊和敌人的故事。大脑是否会像追踪我们在这里和周围移动一样，追踪社会动态？
为了回答这个问题，我们应该考虑大脑如何导航真实的物理空间。空间导航研究通常记录动物探索环境时神经元的活动。这种方法揭示了海马体这一大脑区域中特定位置的神经元：当动物访问某个位置时，单个神经元会放电，而当它访问下一个位置时，不同的神经元会放电。将神经元放电叠加在地理地图上的绝美之处在于，它展示了外部世界如何映射到我们的神经景观上。
为了检验大脑中是否存在类似的社会景观，我的实验室使用了一个社交互动游戏。参与者通过故事情节选择自己的冒险；他们遇到了不同的角色，并决定如何与他们互动。他们的选择沿着权力和归属感的维度塑造了关系。例如，选择遵守某个角色的要求会提升她在权力方面的地位。与另一个人进行私人对话会增强该角色与参与者之间的归属感。
通过将选择转化为二维社会空间中的坐标，我们可以询问大脑是否在故事进行时编码了角色的位置。考虑一下在您自己和您在此空间中与之互动的每个角色之间绘制的假想线。该线的方向和长度（或向量）将表示每个角色在您的社会空间中的位置。当参与者玩社交游戏时，使用功能性磁共振成像扫描他们的大脑，使我们能够搜索与故事中关系演变过程中角色轨迹相对应的神经信号。
我们发现海马体追踪了该向量的方向，而后扣带皮层追踪了其长度。这两个大脑区域是支持物理空间运动映射的网络成员，它们也追踪社会类型的轨迹——缺乏任何物理现实但结构和组织类似的抽象轨迹。其他实验室已经涉足气味、声音和各种任意领域的空间。沿着连续维度组织信息并追踪它们之间的关系构成了认知地图。这个概念是由美国心理学家爱德华·托尔曼于 1948 年提出的，现在与神经代码相匹配。
随着利用导航计算的多重空间出现，我们不能再将海马结构视为大脑的地球 GPS。大脑的导航系统以关系方式组织各个领域的信息，从物理领域到完全抽象的领域。随着我们逐步建立对导航计算如何在单个神经元和大脑网络中实现的详细的、机械的理解，我们正在接近最终的问题：大脑如何将具有多个维度和各种领域的地图整合到一个连贯的生活空间中？
编者注：这篇文章是与柏林年度“倒下的墙”会议合作制作的，该会议与柏林墙倒塌周年纪念日同期举行，并展示了来自世界各地的研究人员的工作，包括本文的作者。