位置细胞的发现
2014 年的诺贝尔生理学或医学奖奖给了三位科学家，因为他们发现了构成大脑定位系统的细胞。
具体来说，这些细胞分布在大脑的海马体中。海马体我们不陌生，它位于大脑的内侧，长度在 10cm 左右，因为外观有点像一只勾着尾巴的海马，所以得了海马体这个名字。
海马体有两个主要功能，一个是对短期记忆的存储和加工，另一个是定位导航。而定位导航功能，虽然在很早以前的科学实验中就被发现了，但它的物质证据到底是什么呢？一直没有人知道。2014 年的诺奖奖给的这三位科学家，就是找到了海马体中的位置细胞（place cell）。
当时，这些科学家发现：
当小鼠走过一个迷宫的时候，如果动态的监测小鼠海马体中的神经元，就会发现一种实时编码的过程——小鼠每往前走一点，就有一部分神经元被激活；小鼠继续往前走，就有另外一部分神经元被激活。
如果把走到的地点和被激活的神经元这种对应关系编上号，比如走到地点 A，海马体中 a 区域的神经元激活；走到地点 B，海马体中 b 区域的神经元被激活；走到地点 C，海马体中 c 区域的神经元被激活，就会发现，当小鼠第二次、第三次、第四次走进这个迷宫的时候，A-a、B-b、C-c 这样的对应关系是固定的。换句话说，对于这个迷宫而言，小鼠的海马体已经把探索过的区域编码后存储到神经元中了。
更有意思的是，如果在一个交叉路口，往左拐，无论怎么走都没有任何奖励，而往右走，会在下一个路口得到食物，那当实时监控神经元的设备打开的时候，我们就能发现：每当小鼠走到这个交叉路口时，都会停下来等待一会儿，然后做出决定。
而在等待的这几秒钟内，小鼠海马体的神经元会按照一定的顺序被一一激活。而且，如果把神经元激活的顺序对应到迷宫地理位置的编号上，你就会发现，这些位置竟然还是连续的，就是小鼠平时走迷宫的路线。
很明显，当小鼠停在路口时，脑子里是在回忆之前走过的路。顺着那些记忆，回想当走到下一个路口时，向左转会遇到什么、向右转会遇到什么。
于是，这些针对地理位置进行编码的神经元，就被起名为“位置细胞”。
记忆的形成
在位置细胞被发现后不久，依照类似的逻辑，科学家又发现了其他三种和空间位置有关的神经细胞，也就是边缘细胞（border cell）、头向细胞（head-direction cell）和网格细胞（grid cell）。
和位置细胞的逻辑类似，海马体内的神经元也会给不同的边界编码、不同的头部朝向编码、不同的空间网格编码。
最终，几千万个神经元参与到编码的过程中，共同形成位置、边界、头部朝向、网格的组合信息。而这种组合信息，会生成场景记忆。
就像前面那个例子里说的，最初只是往左拐、往右拐这样基于位置的信息，最后却可以被小鼠用来判断哪里有食物，于是一副信息丰富的认知地图（Cognitive Map）就在小鼠脑中出现了。
我们可以把这样的认知，当作人们通常所说的“记忆”。因为这时候，这些认知里已经不止包含位置和导航信息了，还包括了和位置相关的刺激。这种刺激可能是一种情感体验，也可能是对某一种食物的食欲。
通过对高级到人类、中级到小鼠、低级到软体动物海蛞蝓的测试，科学家都证明了：对于生物体来说，记忆是一个非常普遍的现象。而且，记忆的原初形态或者说记忆的本质，就是位置信息与导航信息。位置信息反映的是客观上的坐标，导航信息反映的是生物体自身和位置的动态关系。而海马体越发达，对位置与导航的信息就越敏感。
与此同时，科学家还在小鼠的对照实验中发现，生活在周围乱七八糟，比如有各种纸条、滚筒、塑料管的那些小鼠，比生活在周围环境整洁、一尘不染的小鼠，海马体中多了 4 万多个神经元，海马体的体积也大 15%。
对海马体认识的加深，颠覆了人们对神经元的观念。
从前人们认为，成年后，神经元就不会新生了，只会逐渐减少，像阿尔兹海默病的病人，神经元减少得就更加严重了。
但实际上不是这样的。在一个特定的区域，也就是海马体中的齿状回（dentate gyrus）部位，神经元是可以新生的。而这些新生的神经元就是用来应对复杂的空间和导航，进而把场景和刺激化成记忆的。
为什么记不起两岁前的事？
说了半天，还没有说到为什么人们记不得两岁之前的事情呢！
其实原因是这样的：
如果长大后还能记起两岁时的事情，那一定是长期记忆。而长期记忆是海马体把短期记忆筛选整理、送到大脑皮层后才形成的。
在婴儿时期，海马体并没有发育成熟，所以就没法胜任对短期记忆进行整理筛选的任务，也就没能把相关内容送到皮层，形成长期记忆。所以，我们当然记不得两岁之前的事情。
在最新的研究中，科学家发现，海马体中不同类型的细胞的发育快慢是不一样的。
对小鼠的研究是这样的：
在它们出生几天后，第一次睁开眼、爬出老鼠窝开始探索周围环境的时候，头向细胞就成熟了；接下来几周，位置细胞成熟；再过一周，网格细胞成熟。这个发育时间是对小鼠而言的。对人类来说，小鼠出生后第 17 天大约对应人类两岁，出生 24 天对应人类的 6-10 岁。
我们可以回想下，其实何止是两岁前的事情，6 岁前的事情我们记得的也不是很多，所有能想起来的基本都是照片、录音机、视频里的那些片段，或者是父母亲朋总提到的。那些点状的内容其实并不是我们长期记忆的结果，而是别人的长期记忆在后来灌输给我们的。6 岁之前，我们自己记住的东西实在是少得可怜。
后天学习影响很大
这其中，一个重要的问题就是：承担着记忆加工功能的海马体，是天生就能发育出位置、导航，进而和情景记忆勾连起来的呢？还是说这个发育过程受后天经历影响很大呢？
因为有些事情，确实是时候到了，就要发育了。不管你是毫不在意，还是专门为此瞎折腾一番，得到的结果其实是一样的。
比如，学走路这件事，北美印第安人的一些部族就有一些很奇怪的风俗：婴儿出生后，要被绑在木板上，全身笔直的包裹起来，不能下地。土著们认为，只有这样，今后孩子才能强壮，大约要绑一年的时间。但别看绑了一年时间，这些部落里的孩子今后依然是健步如飞，比城市孩子更会打猎、更会骑马。
但有些父母担心孩子落后在起跑线，孩子 9 个月时就给买一辆学步车，生怕学走路晚了。其实，走路这件事是到了时候自然就会的。
那么，海马体的发育到底是前者还是后者呢？
在一系列的研究中发现，海马体的发育受学习的影响非常大。两岁之前的空间改变、环境刺激，对大脑的影响非常重要。婴儿从可以自己爬开始，大脑中的位置细胞、网格细胞就开始放电，对环境进行编码，形成短期记忆，尽管这些记忆并不会变成长期记忆。
童年时期对环境的自由探索程度高的那些孩子，都拥有更高的空间记忆能力、解决问题的能力和逻辑推理能力。对一些残疾儿童的恢复性训练也发现，那些能推着车出门活动的孩子，比只呆在家里的孩子，有更好的认知能力和语言能力。
所以，虽然我们两岁之前，甚至 6 岁之前都记不得什么事情，但这几年，我们的大脑其实开放了一个窗口，以最大的可能性让我们塑造海马体的发育。错过了这个时期，才相当于输在了起跑线。
但如今，城市生活的便利与不便利都在大幅减少孩子的自由探索时间。“便利”指的是，绝大部分需要出门的事情都由快递解决了，甚至连娱乐都可以在家中体验到极致效果；“不便利”更是比比皆是，哪个家长有时间或者胆量让孩子在外面自由探索呢？
于是，相比几十年前，今天的孩子在 6 岁前更多的呆在室内。这种随社会变迁而出现的大规模改变到底会在今后产生什么影响，目前还不好说。但起码我们要意识到，事关空间记忆能力、逻辑推理能力、记忆力的海马体，可以在 6 岁之前通过大量的自由探索，发育得比其他孩子更粗壮。
