我們如何靠什麼獲得空間方向感?地標or身體感知?

我們每天都要出門覓食、上學,或者上班,但我們是否有想過,我們是怎樣獲得空間方向感的呢?以往的研究表明,我們的空間方向感主要分為兩個層面,第一個是對地標(landmark)相對位置及大小的感知,比如我們靠近路邊指示牌時,指示牌在視野中便會變大;另一個便是身體的自我感知系統的回饋(self-motion):試想當我們閉眼坐在轉椅中,如果有朋友把轉椅旋轉某個角度,雖然我們沒有使用視覺系統,我們依然可以依靠自身感知得知我們身體旋轉的方向和大概旋轉角度。近日,Xiaoli Chen等人發表在《神經影像》(NeuroImage)上的一篇研究性文章,使用功能性核磁共振(fMRI)和虛擬現實(Virtual reality)等技術,對人類空間方向感相關的腦區進行了深入研究。

在研究中,Chen等人使用虛擬現實系統設置了兩套實驗環境,並且配合fMRI測定大腦中特定腦區的血氧含量,分析使用地標或身體感知獲得空間方向感時的相關腦區。在測試使用地標獲得方向感的實驗過程中,受試者佩戴眼鏡之後,在視野中看到地標(企鵝)由小變大(由遠到近)或由大變小(由近到遠),然後在視野中消失4秒時間,判斷企鵝此時的位置並且給予答案是否正確的反饋;在測試身體感知時,則是通過視野中不斷變化的周圍環境模擬身體在環境中的位移變化,同樣視野消失4秒之後判斷企鵝此時的位置並給予反饋。研究結果表明,人類大腦中的前外側內嗅皮層(anterior-lateral entorhinal cortex)對於使用地標獲取至關重要,而後內側內嗅皮層(posterior-medial entorhinal cortex)則在路徑整合(path integration)方便扮演著重要的作用。雖然筆者對此研究中兩種情境的信效度仍持保留意見,但此研究在前人的基礎上,將地標線索和身體感知線索分離,探索其腦區與功能的關聯性,則為今後人類,乃至嚙齒類動物的空間方向感研究提供了更多依據。


撰稿人:韓睿


原始論文:Chen, X., Vieweg, P., & Wolbers, T. (2019). Computing distance information from landmarks and self-motion cues-Differential contributions of anterior-lateral vs. posterior-medial entorhinal cortex in humans. NeuroImage, 116074.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1053811919306627

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