生存通常取决于动物做出决策的能力，这些决策依赖于想象替代的未来：如果我被饥饿的捕食者追赶，我是否会向左弯曲以安全回家或将其带回以使捕食者离开我的家人?当两条路径在黄色的树林中分开时，这会导致我吃早餐，又会导致我成为早餐吗?两者看起来几乎是相同的，但想象力使一切都不同。

在对老鼠进行简单迷宫导航的研究中，旧金山加州大学的神经科学家发现了大脑如何产生这种想象的未来情景。研究人员说，这项工作不仅为理解大脑如何做出决定，而且为想象力如何更广泛地发挥作用提供了新的基础。

“一个大脑的最令人惊讶的能力是想象事情是不是就在它的前面，”罗兰·弗兰克博士，生理学教授和霍华德·休斯医学研究所的研究员在说UCSF中心综合神经科学，联合导演加州大学旧金山分校卡夫利分校基本神经科学研究所的成员，也是加州大学旧金山分校威尔神经科学研究所的成员。“想象力是决策的基础，但是到目前为止，神经科学还没有很好地解释大脑如何实时产生想象的未来来为各种日常决策提供信息-同时跟踪现实。”

在2020年1月30日发表于Cell的新研究中，弗兰克(Frank)的团队让大鼠探索了一个M形迷宫，同时记录了海马中称为“位置细胞”的神经元的放电，传统上认为这是为了追踪动物的位置-就像神经GPS系统一样。但是，当大鼠接近迷宫中的叉子时，研究人员发现它们的位置细胞活动开始以每秒八次的速度非常快地来回切换，即代表动物的当前位置和它的两种选择未来的道路，仿佛在说：“我在这里-向左走?-我在这里-向右走?”

该团队还将这一发现扩展到了另一种类型的想象中。除了位置以外，还已知位置细胞可以跟踪动物的行进方向。研究小组发现，代表相反行进方向的位置单元也可以非常快速地来回切换，好像在说：“我要走这条路，但我也可以转身走另一条路。”

哥伦比亚大学的博士后研究员肯尼思·凯(Kenneth Kay)博士说：“细胞在当前路径与可能路径之间的快速切换是明确的，因为它是如此规则。”“看到令人兴奋的是，速度和一致性正是任何数量的现实环境(无论是动物还是人类)所需要的。”

凯和同事发现，位置细胞在当前和可能的未来之间的振荡似乎并不能直接控制大鼠对选择哪种路径的决策，但是随着大鼠接近决策点而变得更加强大。这向研究人员表明，海马在决策中的作用可能是为大脑其他部位生成一个设想情景的“菜单”，该情景可以将这些选择与它们的价值或潜在危险的过去经验联系起来，然后做出选择。根据动物当前的活动做出适当的决定-饥饿或口渴，恐惧或大胆。

弗兰克说：“我们认为这表明海马不仅负责记录过去和处理现在，而且还负责想象未来。”“这项研究只是第一步，但是它为我们研究动物做出决定时如何在大脑中产生和评估想象的场景开辟了新的途径。”

研究表明海马作为想象力的新概念

海马体是大脑中颞叶深处两侧的海马形结构，是大脑中研究最深入的部分之一。

海马受损-无论是由于脑损伤还是在阿尔茨海默氏病等疾病中，都剥夺了人们形成新记忆的能力，导致20世纪科学家将海马体描述为大脑的记忆中心。在1970年代，科学家发现了海马体细胞，当动物探索它们时，它们会自发创建新环境的地图，然后将其存储起来以备后用。这一发现获得了2014年诺贝尔生理学或医学奖，促使科学家认识到海马也是一个导航中心-例如，负责让动物找到自己记得吃东西的地方。去年夏天美味的黑莓。