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“路痴”背后的科学

2020-02-26 08:45:38 《奥秘》 2020年1期

玲子

复杂的方向感

方向感不是一种单一的感觉,它是指在环境中定位和寻路的能力。方向感强的人能更快速高效地到达目的地,避免迷路和绕道。要做到这一点,你需要知道你所处的位置与地标的关系,还必须能够在转弯或决定抄近路时更新自己的位置。

生活经验告诉我们,有些人似乎天生拥有很强的方向感,有的人则很容易迷路。无论是定向越野达人还是方向感奇差的“路痴”,每个人的大脑中都有一套复杂的定位系统,一系列不同神经元相互协作,使我们明确自己在环境中的位置并绘制心理地图,也称认知地图,即有意识或无意识地创建一个关于环境的空间地图。

人类严重地依赖视觉来感知世界,但我们大脑的導航系统需要多种感官的输入,包括声音、气味和触觉(如行走时腿部肌肉的感觉)。来自内耳前庭系统的信息也很重要,它记录了我们移动的速度和方向。

考虑到我们心理定位的复杂性,定位出错也就不足为奇了。例如,当灯光熄灭、缺乏视觉输入时,位置细胞的放电开始变得不稳定,使我们迷失方向;如果感觉系统或导航系统受损(如脑损伤),方向感也会受到影响。但这种由生理缺陷导致的“路痴”毕竟是少数。那么,还有什么原因会影响方向感呢?

方向感的个体差异

美国科学家制定了一个方向感评价量表,通过研究发现,我们对自己的方向感有合理的认识。受试者在识路测试中的实际表现与自我测评的量表得分基本一致,但他们在这些任务上的表现与智力测试分数却没有关系。它们甚至与其他类型的空间认知能力也没什么关联,例如心理旋转(即想象物体在空间中旋转)能力的高低对方向感似乎没有影响。

如果方向感与智力无关,那么如何解释个体之间的巨大差异呢?部分原因可能在于我们的大脑处理感官信息的方式。例如,姿势的不对称可以解释为什么有些人在黑暗中试图走直线,结果却走出圆形路线。不对称的姿势似乎影响了内耳前庭系统功能,这对定位至关重要。还有研究表明,嗅觉发达的人方向感也更强。

另一种可能的解释是,方向感与我们的导航策略相关。我们在寻路时主要会用两种策略:一种是基于路线的导航策略,另一种是利用心理地图。基于路线的导航需要记住特定旅程中的地标:在第一个路口左转,然后在公园右转……这种方法很适合熟悉的环境或经常重复的路线,但它缺乏灵活性。如果道路施工迫使你改道,这种方法就派不上用场了。心理地图常被认为是更优的导航策略,因为它更灵活,允许你在遇到特殊情形时修改路线,或者在适当的地方走捷径。但心理地图对认知的要求也更高。

我们大多数人都使用这两种策略,但方向感的强弱在于如何在两种策略中取得正确的平衡。方向感强的人可能会自动选择最佳策略。

男性更善于认路吗?

提到方向感的个体差异,有一个问题一直受到大众和科学家的关注:男性的方向感是否比女性更强?这个问题似乎早有定论,但是,我们方向感真的存在明显的性别差异吗?如果性别差异真的存在,那又是什么原因导致了这一差异?

很多科学家通过各种实验对这个问题进行了研究。在有的识路测试中,男性和女性的表现并没有明显差异。然而,在男性表现优于女性的测试中,有迹象表明,这可能是因为男性更倾向于使用心理地图,而女性则更多地使用基于路线的导航策略。

例如,在一项新的研究中,研究人员让140名志愿者佩戴虚拟现实眼镜,在一个模拟“迷宫”中进行测试。迷宫的各个路口有不同的标志物,研究人员先教授志愿者通过迷宫的路线,再要求他们从一个标志物走到另一个标志物处。志愿者可以遵循之前学习的路线(不一定是最短路线)行进,也可以自己找一条新的路线。研究结果显示,女性更倾向于遵循已学过的路线,并会在中途犹豫徘徊;男性更倾向于尝试找出捷径,这需要更强的心理地图“绘制”能力。平均而言,男性到达目标的速度更快,移动范围也更小。

其他模拟情景研究也发现,在陌生的环境中,女性比男性更谨慎,往往会更频繁地回到自己已经去过的地方。为什么会这样呢?一些科学家认为,在远古时代,迷路的女性比男性更容易遭遇危险。例如,如果女性走了一条不熟悉的路,在经过猛兽巢穴时从猛兽袭击下逃生的概率比更强壮的男性要小。因此,即便是绕路,回到自己去过的地方会更安全。

这听起来很有道理。然而,上述研究主要是针对现代西方人的模拟实验,不一定能代表人类祖先的真实情况。这个理论也可能不适用于其他种族的女性。因此,人类学家试图通过对小规模原始社会的研究来进一步探讨这一问题。

差异来自性别之外

美国科学家对玻利维亚的提斯曼人和纳米比亚的图威人进行了研究。研究人员发现:这两个民族的男孩和女孩在导航测试(准确地指出远处的位置,以及想象自己在某个位置并指向另一个位置)中表现一样好;到了青春期前后,两个部落的女孩都越来越担心身体上的危险,包括迷路的风险。

这一结果看似支持上述“女性迷路风险”的理论,但另一结果却完全不同。尽管成年图威男性的方向感强于女性,但在提斯曼人中,这种性别差异却不明显。科学家认为,这是因为提斯曼人生活在危机四伏的茂密丛林中,一般不会走太远。而图威人住在开阔的大草原上,活动范围更大,并且男性的活动范围要比女性大得多。图威人不是一夫一妻制,男性会长途跋涉去寻访伴侣,行走范围越大,就越可能遇到更多伴侣,拥有更多后代。图威男性面临更大的导航挑战,并能获得更多的经验,这可能导致了方向感的性别差异。

这似乎表明,方向感与性别本身的关系不大,而更多与环境因素和个人经验有关。男性开车往往比女性多,这将给他们带来更丰富的寻路经验,增强了方向感。此外,大多数导航测试都是在虚拟现实环境中进行的,经常玩电子游戏的人更有优势,而这些人也是以男性为主。

如何增强方向感?

其他一些研究也显示,居住地的物理环境会影响我们的方向感。例如,在一项导航测试中,来自意大利帕多瓦市(大大小小的街道横七竖八、错综复杂)的志愿者比来自美国盐湖城(道路把城市划分成规则的网格)的人做得更好。

另一项大规模研究利用了一款手机游戏来调查人们的导航能力。研究人员对来自57个国家的50多万游戏用户进行分析后发现,在游戏的导航任务中表现最好的用户来自经济发达、教育水平高和性别平等程度更高的国家,这些国家的教育水平提高了人们的抽象问题解决能力。排名前10的国家中有4个北欧国家,这些国家有关于航海的悠久传统。科学家推测,北欧的航海历史中可能存在对优良导航能力的选择。

那么,我们能做些什么来增强方向感吗?目前,还没有科学家系统地研究如何提升方向感,不过很多相关研究都提供了一些线索。科学家建议要多注意观察环境:有意识地注意你路过的地标和拐角,并定期回头看,这是一些动物使用的一种技巧;当刚走出地铁站时,注意自己影子的方向,以确定自己的朝向。