德国神经科学家多勒获莱布尼茨奖:研究揭示大脑“导航系统”支撑空间与抽象思维

问题——大脑如何“认路”,又如何“想问题”? 长期以来,空间导航常被看作一项相对独立的能力:人城市中找路、动物在环境里定位,似乎主要依赖感觉输入与记忆检索。但近年神经科学界的看法正在改变:支撑空间定位的神经回路,可能同样是抽象思维、知识组织乃至社会判断的重要基础。2026年,德国马克斯·普朗克人类认知与脑科学研究所所长、神经科学家克里斯蒂安·多勒因在此方向的系统研究获得莱布尼茨奖。该奖项及其资助力度,也反映出国际学界对“认知地图”研究的关注持续升温。 原因——从“空间细胞”到“人类网格编码”的关键证据链 对应的研究的学术脉络可追溯至2014年诺贝尔生理学或医学奖。获奖研究揭示,“位置细胞”“网格细胞”等神经元可在大脑中构成空间环境的编码体系,使个体能够定位自身、估计方向与距离,并规划路径。这一发现最初在啮齿动物实验中得到验证,提出了“大脑拥有内置地图”的核心观点。 多勒团队的重要贡献之一,是把这一证据链推进到人类层面。早在2010年,多勒在相关研究中借助功能磁共振等方法,在受试者执行虚拟环境导航任务时,观察到内嗅皮层出现与动物研究相一致的网格状活动模式。该结果强化了一个关键判断:人类空间认知并非依赖完全不同的独特机制,而是与其他哺乳动物共享高度保守的神经编码原则。这也为继续追问“同一系统是否参与更广义的认知加工”打下基础。 影响——“认知地图”假说推动理解思维方式的新框架 随着证据不断积累,研究者提出更具解释力的观点:大脑的“地图”未必只服务于地理空间,也可能用于组织概念关系。换言之,抽象知识或可被表征为某种“认知空间”,不同概念之间的相似性、差异性和层级远近,可能以“距离”“方位”等形式在神经层面被编码。 在相关实验中,研究人员常通过虚拟城市驾驶、路径规划等任务评估个体的导航表现,同时监测海马体与内嗅皮层等脑区活动。结果显示,导航效率更高的受试者往往伴随更强的相关脑区激活,从行为与脑机制两上提示“地图质量”与现实表现存在关联。更重要的是,当任务从“找路”转向“组织概念”或“建立类别关系”时,类似脑区也会表现出与空间编码相近的活动特征。学界据此推断:人类在整理知识、构建分类体系乃至进行复杂推理时,可能不只依赖语言的链式推演,还会借助一种更基础的“空间化组织”方式来压缩信息、降低计算负担。 对策——从基础机制到健康应用,科研布局走向交叉融合 “认知地图”研究的意义不止于理论。临床研究提示,海马体与内嗅皮层等结构在阿尔茨海默病等疾病早期较易受累,而空间定向障碍往往是较早出现的可观察信号之一。若能进一步厘清“地图系统”在正常人群中的工作规律,并建立可量化、可重复的任务范式与指标体系,将为早期筛查、风险评估和干预效果监测提供新的工具。 在研究路径上,国际团队也正推动从单人任务走向交互情境。多勒团队计划开展“双受试者同步扫描”等技术要求更高的实验设计,让两名参与者在互动任务中共同完成认知加工,从而观察社会互动中信息如何被同步表征、共享与更新。相关探索有望把“认知地图”的讨论从个体心智扩展到群体互动,为解释合作、信任、社会层级判断等复杂行为提供新的神经机制线索。 前景——从“能否绘制地图”到“如何更新地图”,仍需谨慎推进 总体来看,关于导航系统与抽象思维共享机制的研究正在形成更系统的理论框架,但仍面临多重挑战:其一,脑成像信号与单神经元活动之间存在尺度差异,如何实现跨层级证据的相互印证仍需方法学创新;其二,“认知空间”的维度如何确定、是否因任务与文化而异,仍需大样本、跨人群研究验证;其三,从机制发现走向临床应用,必须建立可推广的测量标准,避免过度解读与简单外推。 尽管如此,随着虚拟现实任务、脑成像技术、计算建模与临床研究的进一步融合,“认知地图”有望成为连接基础神经科学与疾病研究的重要桥梁,并在教育、康复训练、人机交互等领域形成可评估的应用场景。

多勒教授的研究拓展了人们对大脑功能的理解,也为神经科学、心理学与医学的交叉研究提供了新的切入点。随着技术进步,更多关于大脑如何组织信息、支持行为的机制有望被逐步厘清,并为认知障碍的评估与干预、社会行为的研究带来新的思路。此探索不仅关乎科学问题,也关乎我们如何理解自身。