15年前的一项研究曾显示，伦敦出租车司机大脑的海马体（与导航相关的大脑区域）有所增大，但问题在于：这究竟是因为在伦敦复杂的街道系统中进行导航的工作改变了他们的大脑？还是因为拥有较大海马体的人才能成功地成为出租车司机？
现在，美国卡内基梅隆大学的科学家们已经回答了这个问题，他们发现，学习复杂的导航信息会引发脑海马的改变。Tim Keller和Marcel Just发表于NeuroImage的研究表明，简单的导航训练会改变一个人的脑组织，并改善这些发生改变的脑组织同导航有关的其它大脑区域间的通讯，该发现将大脑在空间学习中发生的结构和功能改变建立起了重要联系。另外，该研究还阐明，这种改变与神经活动在海马体和其它对于理解和学习导航很重要的区域之间如何同步或连通相关。
CMU心理学系(Department of Psychology)和认知脑成像中心(Center for Cognitive Brain Imaging，CCBI)资深研究科学家Keller说："海马体长期以来被认为同空间学习相关，但直到近期，随着突触在学习中发生改变，海马体才用于测定人类大脑组织的改变。我们的发现有助于更好理解什么引发了海马体的改变，以及这些改变与涉及学习和展现认知地图的区域网络之间连通的关联。"
为了检测海马体是如何发生改变的，Keller和Just招募了28名玩动作视频游戏经验很少的年轻人，他们需要玩45分钟驾驶模拟游戏，一组（空间学习组）沿同样路线模拟驾驶20次，另一组（控制组）也在相同时间内进行模拟驾驶，但是需沿20条不同的路线。在每次模拟练习前后，每名参与者的大脑都会由扩散加权成像(diffusion-weighted imaging, DWI，一种检测活体组织内水分子扩散运动的无创性方法)进行扫描，以测定脑中水分子的运动，并通过功能性磁共振成像(functional magnetic resonance imaging, fMRI，用于测量神经元活动引发血液动力的改变)分析大脑活动。
研究人员发现，反复练习同样路线的实验组（空间学习组）比练习不同路线的实验组完成驾驶任务的速度更快，这表明他们更了解虚拟环境空间的布局。空间学习组还提高了他们按顺序排列取自该路线的随机图片以及画出代表该路线平面图的能力。
更重要的是，只有空间学习组成员的大脑海马体有关空间学习的关键部位——左后齿状回发生了结构改变，在该区域和大脑区域网络中负责空间认知的其它皮质区之间的活动同步性或功能连通性也有提升。同时，结构改变的程度与每人在任务中表现出的行为改进程度直接相关。
CMU迪特里希人文和社会科学学院(the Dietrich College of Humanities and Social Sciences)心理学教授、CCBI负责人Just说："我们发现，海马体中的微小改变是伴随着海马体与大脑中其余部分连通方式的快速改变而发生的。"
据悉，这并不是卡内基梅隆大学的第一次脑研究突破，CMU是人工智能和认知心理学的诞生地，50多年来一直是大脑和行为研究的先驱。
相关文献：https://www.sciencedaily.com/releases/2015/10/151027123859.htm
（科学之家，译审/编辑 Mignon）
