人类空间记忆中自我中心与环境中心认知地图的行为学研究

为解决人类空间记忆中自我中心(egocentric)与环境中心(allocentric)认知地图的独立性与交互作用问题，研究人员开发了虚拟现实行为学任务"花园游戏"(Garden Game)，发现两类认知地图存在特异性关联因素且反馈机制具有领域限制性，为阐明空间记忆的神经机制提供了新范式。

　　

在日常生活中，人们需要不断回忆物品的位置——无论是寻找钥匙还是导航回家，这种空间记忆能力依赖于大脑构建的"认知地图"。1948年心理学家Tolman首次提出认知地图概念，但长期以来研究者主要关注以环境为参照的环境中心(allocentric)认知地图，而忽视以自我为参照的自我中心(egocentric)认知地图。随着神经科学进展，科学家发现海马体(hippocampus)中的位置细胞(place cells)和网格细胞(grid cells)可能构成环境中心地图的神经基础，而顶叶皮层(parietal cortex)的边界向量细胞(boundary vector cells)等则参与自我中心表征。但这两类认知地图究竟是独立运作还是相互转换？它们在行为层面如何区分？这些问题长期困扰着学界。

为此，德国波恩大学医院(University Hospital Bonn)的研究团队开发了创新的"花园游戏"(Garden Game)虚拟现实任务。这项发表在《Neuropsychologia》的研究通过让参与者在虚拟花园中记忆物体位置，并分别在抽象的环境中心坐标系和自我中心坐标系中进行回忆，首次实现了两类认知地图的行为学分离。

研究采用Unity引擎开发的虚拟现实系统，包含编码期（在虚拟花园导航记忆物体位置）和回忆期（在两类坐标系中定位物体）。通过眼动追踪、空间反馈干预和跨领域分析等技术，系统考察了边界距离、视角朝向、时间延迟等因素对两类记忆的影响，并收集了人口统计学数据。

研究结果显示：在环境中心记忆方面，靠近边界和角落的物体回忆准确率更高（边界距离效应），且注视环境边界时间与记忆成绩正相关；自我中心记忆则对靠近参与者起始位置且位于正前方的物体表现更优（自我中心优势效应），且与注视物体时长相关。反馈训练实验发现，环境中心反馈仅提升后续环境中心回忆成绩，自我中心反馈亦然，证实两类系统的领域特异性。时间延迟会同等损害两类记忆，而人口特征分析显示男性在自我中心任务中表现更优，且两类记忆均随年龄增长而衰退。

讨论部分指出，这些发现为"双重认知地图"理论提供了行为学证据：环境中心系统专门处理物体-环境关系，依赖环境几何线索；自我中心系统则编码物体-自我关系，注重相对位置和视角。反馈训练的领域特异性提示两类系统可能存在独立的学习机制。该研究不仅为理解空间记忆的神经基础（如海马体-顶叶皮层的功能分工）提供了新思路，其方法学创新——"花园游戏"任务更可作为检测阿尔茨海默病(Alzheimer's disease)早期空间认知障碍的潜在工具。未来研究可结合fMRI等技术进一步揭示两类认知地图的神经表征差异。