本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
我有一种奇怪的天赋。一旦我亲身去过一个地方，我就不会迷路。作为一种超能力，这真的很糟糕（我就不能拥有像瞬间良好信号的无线网络这样的能力吗？也许是永远不会打结的头发？）。看地图没用，我也不能乘公共汽车去那里。我必须开车或步行，按照指示走。第一次，我方向感很差，可能会彻底迷路。但在那之后，我肯定能再次找到你的房子。我通常会带上指示以防万一，但我不需要它们。我甚至不记得我在有意识的层面上要去哪里。我只是知道那个路口应该右转。我不知道为什么，但就是正确的。而且这种记忆会持续多年。
我经常注意到这种天赋的一些奇怪之处。看谷歌地图上的卫星图像对我没有帮助。这不仅仅是记住在温蒂餐厅右转的问题。地标有帮助，但我需要亲身体验这个空间。一旦我做到了，我的记忆就非常牢固。尽管我热爱自己的天赋，但我确信我并不是唯一拥有这种天赋的人。我敢打赌，许多人，甚至大多数人，也拥有这种天赋。为什么？因为老鼠似乎已经掌握了这种能力，而我们能落后多远呢？
Rowland 等人。“空间稳定的海马体表征需要直接体验”，PNAS，2011 年。
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（早就知道我们应该在温蒂餐厅左转了……这里不是新奥尔良！）
让我们从你的海马体开始，它是你大脑中一个区域，大约在你耳朵顶部向内直入 3 英寸（大概）。它因看起来有点像海马尾巴而得名，在神经解剖学中，我们了解到它看起来像肉桂卷。在内部，它有所有这些可爱的卷曲。在外部，老实说，它看起来有点像一个大豆子。
（来自 维基百科）
海马体可能看起来很小，但它与许多行为密切相关……神经科学家对此很感兴趣。我经常在这里写博客，谈论海马体与抑郁症等疾病的关联，但当大多数人学习神经解剖学时，他们了解到海马体最常与学习和记忆有关。海马体具有我们喜欢称之为位置细胞的细胞，这些细胞会对动物身处特定位置做出反应。当动物首次进入并探索新环境时，位置细胞开始放电，并且放电的神经元“记住”该位置，并在动物再次暴露于该环境时再次放电。
这一切都很好，但随之而来的问题是：是什么使这些记忆，这些位置细胞放电，变得“被记住”或永久？动物是否必须通过身处环境中来体验环境？还是仅仅看着环境就足够了？毕竟，位置细胞确实会对动物看着他们不在的环境做出反应，例如看着地图而没有实际去那里。那么，位置细胞是否仅仅通过观看空间就形成永久的放电模式？还是你需要实际探索它？
为了测试这一点，作者选取了一些老鼠并进行了一个非常有趣的实验。这有点复杂，但我保证我们会弄清楚的。他们证明，为了让你的位置细胞、你的海马体以及你的老鼠真正记住一个空间，仅仅看它是不够的。你必须去那里。
他们从老鼠开始，植入电极以追踪它们海马体中神经元的放电情况（海马体，复数是hippocampae还是hippocampi？有人知道吗？）。他们让老鼠探索一个盒子。但这个盒子是一个较大盒子内部的一个较小盒子。它是透明有机玻璃制成的，因此老鼠可以向外看，从而看到小盒子外面的大盒子，但实际上无法进入大盒子。他们给了老鼠充足的时间来了解第一个围栏。在此期间，每只老鼠海马体中的位置细胞开始放电，与空间的各个部分相对应。就像这样
然后，他们想看看位置细胞是否可以区分已经体验过的地方（小围栏）和仅看过的地方（大围栏）。为此，他们给老鼠服用了一种药物，该药物阻断了一种叫做谷氨酸的化学物质的受体。当神经元放电时，它们通过释放小包化学物质（称为神经递质）到神经元之间（有关神经传递的更多信息，请参阅我的科学：101 篇关于该主题的帖子）。大脑中主要的“兴奋性”（意味着它倾向于刺激其他细胞依次放电）神经递质是谷氨酸，一种小氨基酸。
但关于神经元通讯的有趣之处在于，神经递质不能只是撞到神经元并期望它做任何事情。不，神经递质必须击中受体，而受体将决定靶细胞中会发生什么。在药理学中，我们总是说药物、化学物质或神经递质的好坏仅取决于其受体。大多数神经递质都有不止一种类型的受体可以击中。我们今天关注的是谷氨酸的一种受体，称为 NMDA 受体。它是控制海马体中位置细胞大部分活动的受体。
所以，老鼠暴露在小盒子中，并且从小盒子内部看到了大盒子。然后科学家们允许它们探索大盒子。但是当他们这样做时，他们给一些老鼠注射了生理盐水，给另一些老鼠注射了一种阻断 NMDA 受体的药物，这意味着它阻断了位置细胞信号传导。然后他们观察了位置细胞发生了什么。
这是一系列来自生理盐水处理老鼠的记录。每列代表一次盒子暴露，每行代表一个位置细胞，每个盒子是……盒子。小黄点表示当老鼠探索盒子的特定区域时，特定的位置细胞正在放电。
我们在这里感兴趣的是底部五行，特别是第三列和第四列。这些是位置细胞，代表动物之前只能看到，但现在是第一次体验的盒子区域。在前两列中，当动物被限制在内部腔室时，它们没有放电，但是当动物探索外部腔室时，它们放电了，并且 12 小时后再次放电，表明位置细胞现在对该位置有了“记忆”。
现在，如果你允许位置细胞在老鼠向外看盒子时放电，但不允许它们在老鼠体验新空间时放电，会发生什么？
这是一个接受药物以阻断 NMDA 信号传导的老鼠的记录，有效地停止了位置细胞活动，就在它体验大盒子之前。它之前已经看到了，只是没有体验过。推理如下：（1）如果位置细胞仅仅通过看到外盒子就编码了牢固的记忆，那么对外盒子的体验不会改变位置细胞的放电。位置细胞将照常放电，NMDA 阻滞剂不会产生影响，因为没有形成新的记忆，老鼠只是在确认已经存在的记忆。另一方面，（2）如果位置细胞需要的不仅仅是看到外盒子，如果它们需要实际体验，那么 NMDA 信号细胞将必须放电以创建新的位置细胞。这意味着，如果你阻断 NMDA 信号传导，你就会阻断新位置细胞的创建，并且位置细胞会随着时间的推移而改变。
第二个选项就是这里发生的情况。你要看的是四行，以及从第三列开始的行。我们知道每一行都是一个位置细胞。如果你向上看生理盐水处理的老鼠，你会看到在这些区域，位置细胞在老鼠每次进入空间的同一部分时都会放电，这表明记忆是牢固的。但是在接受 NMDA 阻滞剂的老鼠中，位置细胞没有在同一位置放电。它们随着时间的推移来回移动，每次老鼠探索盒子时都会出现新的位置细胞。
这意味着什么？这意味着老鼠必须探索盒子才能发展出对盒子的真实位置细胞“记忆”。仅仅从小盒子内部观看大盒子是不够的。虽然生理盐水处理的老鼠然后进入大环境，并确认了它们之前的位置细胞，但这需要 NMDA 信号传导，并且需要建立新的“记忆”，因此用 NMDA 阻滞剂处理的老鼠无法做到这一点。
盯着目标，或者盯着地图，是行不通的。你必须去那里。
昨晚我在酒吧和一些朋友讨论这篇论文（是的，我有一些书呆子朋友，但这当然是理所当然的！他们是我的朋友，毕竟），其中一位想知道当导航虚拟空间时，比如在视频游戏中，是否也是同样的道理。他们说，他们对游戏中记住的许多地方仍然可以完美地导航（其中很多地方就像迷宫一样），即使是几年后。我想这项研究必须进行（尽管我敢打赌，大多数人不会对海马体中的一堆电极做出良好反应），但我认为可能是一样的。如果你“身处”空间中，并从第一人称视角移动，那么这可能足以给你提供牢固的位置细胞。但如果你只是从外部观看它，那就行不通。但话又说回来，这可能是另一种机制！
重要的信息是相同的。至少在老鼠身上，仅仅观看一个空间不足以让你真正记住它。你必须体验它。你可能不记得你要去哪里，但你总是会记得你从哪里来。
Rowland DC, Yanovich Y, & Kentros CG (2011)。空间稳定的海马体表征需要直接体验。《美国国家科学院院刊》，108 (35), 14654-8 PMID: 21852575