压力激素皮质醇可能干扰帮助人们导航和保持方向感的大脑系统。德国鲁尔大学的研究人员发现，皮质醇削弱了网格细胞的活动，网格细胞是对空间导航至关重要的特殊神经细胞。这项发现来自一项成像研究，该研究涉及40名参与者，他们在研究人员通过MRI监测其脑活动的同时，完成了一项虚拟导航任务。当参与者在实验前服用皮质醇时，他们在找到路径方面遇到了更多困难，网格细胞通常产生的精确活动模式变得不那么明显。该研究的结果发表在《PLOS生物学》上。压力已知会影响思维和行为，但研究人员对皮质醇如何影响涉及导航的特定大脑回路的了解有限。来自鲁尔大学认知心理学系的奥斯曼·阿坤博士与来自神经心理学系的同事以及汉堡-埃彭多夫大学医院的研究人员一起，更深入地研究了这一过程。在MRI扫描仪内测试导航该实验包括40名健康男性，他们在两个不同的日子参与了实验。在一天中，每位参与者接受了20毫克的皮质醇，而在另一天下接受了安慰剂。在两个实验中，他们执行了一项空间定向任务，同时在MRI扫描仪中记录他们的脑活动。参与者在一个大型虚拟草地上导航，朝着一系列树木移动。每到达一棵树，树就会消失。之后，他们必须在没有被展示正确路径的情况下，确定返回原始起点的最直接路线。研究人员在两种不同的条件下测试导航。在一个版本的虚拟环境中，没有永久性地标，树只作为临时目的地。在另一个版本中，参与者可以使用灯塔作为固定的参考点。皮质醇使导航精度降低结果显示，皮质醇显著降低了参与者的自我定向能力。与服用安慰剂后的表现相比，他们在尝试到达目的地时出错了显著多。这种下降发生在无论空间标志是否可用和路径复杂程度如何的情况下。压力干扰大脑的内部GPS皮质醇的影响也在功能性MRI数据中可见。在正常情况下，内嗅皮层中的某些神经细胞在空间导航期间以重复的网格模式活跃。这些细胞被称为“网格细胞”，有效地充当大脑内部GPS系统的一部分。在参与者服用皮质醇后，这种类网格的活动变得不那么明确。在没有永久性地标的情况下，这种干扰尤为明显。在这些条件下，网格细胞的活动几乎完全缺失。“在压力下，大脑失去了有效利用其内部导航地图的能力，”阿坤解释说。研究人员还观察到，在皮质醇给药后，另一部分大脑称为尾状核的活动增加。这表明，当主要的空间映射系统受损时，大脑可能试图依赖不同的导航策略。“这表明，大脑试图通过替代策略来弥补内嗅皮层主要导航系统的丧失，”阿坤说。与阿尔茨海默病的潜在相关性这些发现也可能对理解阿尔茨海默病很重要，因为内嗅皮层是最早受到该疾病影响的大脑区域之一。“由于慢性压力是导致痴呆的风险因素，我们的研究揭示了压力激素如何使这一敏感区域不稳定的关键机制，”阿坤解释道。