大脑如何编码空间和时间：从位置细胞到时间细胞

时间和空间是我们认知世界的两大关键要素。虽然时间常被感知为无形的，空间则更为具体。大脑如何编码这两种元素，是科学家长期探索的课题。

20世纪70年代，科学家约翰·奥基夫在研究大脠的海马体时，发现了一种特殊的神经元，被称为“位置细胞”。这些细胞能够稳定放电，从而编码环境中的特定位置。位置细胞的发现，为理解大脑中的“认知地图”提供了关键线索。海马体，隐藏在大脑皮层下方，分为齿状回、CA1、CA2和CA3四个区域，是记忆和空间导航的核心。

莫瑟尔夫妇的研究进一步揭示了空间编码的另一面——网格细胞。这些细胞在大脑的内嗅皮层中活跃，通过生成六边形网格模式，帮助大脑构建关于空间距离的坐标系。例如，即使在黑暗中，我们也能凭借内在的网格细胞感知从床到门的距离。

接下来是时间的编码。一度被认为只与空间导航相关的海马体，实际上也在时间感知中扮演着重要角色。海马体受损会影响学习和回忆一系列事件的能力。此外，当人们回忆不同事件的发生顺序时，海马也会被激活。

2007年，科学家发现海马中的某些神经元能够编码时间序列。例如，在大鼠记忆一系列不同气味的顺序时，海马神经元展示出了特定的活动模式。这种发现揭示了海马在处理时间信息方面的重要作用。

空间和时间的编码方式在大脑中有着紧密的联系。位置细胞和时间细胞的发现表明，大脑不仅记录物理空间中的位置，也记录时间线上的位置。这两种编码方式在某种程度上是相互关联的，共同构成了我们对世界的认知框架。

大脑对空间和时间的编码揭示了人类认知的复杂性。这些发现不仅增进了人类对记忆和认知过程的理解，也为未来的研究开辟了新的视角和方法。