原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
想象你的大脑中有两支特殊的工人队伍，帮助你探索世界：地点队和网格队。
- 地点队（位于海马体）就像地图上的“你在此处”标记。只有当你身处某个特定位置（比如你客厅的沙发）时，它们才会被激活。
- 网格队（位于内嗅皮层）就像方格纸。无论你走到哪里，它们都会以重复的六边形模式被激活，从而构建出一个通用的坐标系，用于测量距离和方向。
重大谜团
长期以来，科学家们一直被困在一个“先有鸡还是先有蛋”的谜题中。地点队和网格队相互关联、彼此协助，但它们在发育过程中究竟是如何同时出现的？
- 是网格队先构建出地图，然后地点队只是从中挑选一个位置？
- 还是地点队先找到一个位置，然后网格队再围绕它构建地图？
大多数计算机模型试图通过先构建其中一队，再强行让另一队出现来解决这个问题。但它们未能准确捕捉到两者如何自然地共同生长。
新解决方案：一场预测游戏
这篇论文介绍了一种新的计算机模型，它将大脑视为一场预测猜谜游戏，从而解开这个谜题。
想象你在玩一款电子游戏，你需要根据刚才看到的内容以及你的移动方式，来猜测接下来会看到什么。
- 如果你向左转，你预期会看到左侧的墙壁。
- 如果你向前移动，你预期场景会发生偏移。
研究人员构建了一个统一的“神经元”（计算机节点）网络，遵循每条规则：每个神经元要么是“启动”信号（兴奋性），要么是“停止”信号（抑制性）——就像真实的大脑一样。他们只训练这个网络去擅长猜测接下来会看到什么，而没有告诉它：“嘿，你要成为位置细胞！”或者“嘿，你要成为网格细胞！”
神奇的结果：共同涌现
令人惊讶的是，随着这个网络在猜谜游戏中变得越来越擅长，两种类型的细胞在没有特殊指令的情况下自行出现了。
- 一些神经元开始像地点队那样运作（专注于特定位置，以帮助重建当前视野）。
- 另一些神经元开始像网格队那样运作（专注于模式，以帮助预测移动）。
这就像一群人一起试图解开一个谜团。在没有被告知谁是“侦探”、谁是“制图师”的情况下，他们自然地分成了这两个角色，因为这是解决谜题最高效的方式。
为何这很重要
该模型不仅生成了这些细胞，而且在棘手情境下表现得与真实动物大脑完全一致：
- 发夹弯迷宫：当路径折返自身时，网格图案会像真实实验中那样瓦解。
- 移除墙壁：当墙壁消失时，来自不同房间的网格图案会像现实中那样融合。
- 飞行的蝙蝠：它甚至重现了自由飞行的蝙蝠所观察到的三维网格图案。
- 发育过程：它表明“地点”式的思维倾向于比“网格”式思维稍早出现，这与我们在幼年动物成长过程中所观察到的情况相符。
核心结论
这篇论文表明，大脑并不需要两张独立的蓝图来构建这些导航系统。相反，它只需要一个简单的目标：预测接下来会发生什么。
为了很好地实现这一目标，大脑自然地发展出两种互补的策略：
- 重建：“此刻这个特定位置看起来是什么样？”（位置细胞）。
- 预测：“如果我这样移动，接下来会看到什么？”（网格细胞）。
通过玩这场单一的“猜测下一个视野”的游戏，大脑自然而然地同时构建了“你在此处”的标记和“方格纸”地图。
您所在领域的论文太多了？
获取与您研究关键词匹配的最新论文每日摘要——附技术摘要，使用您的语言。