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A016 为什么动物能走没走过的捷径？| Curr Biolo 综述重谈“认知地图”

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-05-30 ｜原文链接

认知神经科学前沿文献分享

基本信息

Title: Cognitive maps

发表时间: 2026-05-18

发表期刊: Current Biology

影响因子: 7.5

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研究背景

Tolman 在 1948 年提出“认知地图”，想说明动物不只是靠刺激-反应链条行动，它们可能在脑子里形成了环境地点之间的关系。后来 Gallistel 把这个想法推向了计算层面，认为认知地图应该能用来推算距离、方向和捷径

但直到现在，大家还在争论这种表征到底更接近欧几里得空间的度量地图，还是更像由节点和边拼起来的拓扑图。本文就是在这样的背景下，从行为、神经和方法三个层面重新梳理认知地图到底适用于什么范围

实验设计与方法逻辑

这是一篇综述，作者先回顾了 Tolman 的太阳光芒迷宫和莫里斯水迷宫这类经典范式，解释了为什么捷径、绕行和从新起点抵达目标的能力，会被当成认知地图的行为标志。

接着，文章系统比较了度量地图和拓扑图两种假说，并讨论了人类在空间判断中出现的系统性误差，这些误差恰好支持“认知地图不必是严格度量”的解释

在方法层面，文章进一步辨析了实验室任务、野外转移实验、开放种群追踪和虚拟现实研究各自的证据分量和局限

最后，文章转向海马-内嗅系统里的位置细胞、网格细胞和头方向细胞，讨论了这些神经编码的发现，以及它们向非空间关系泛化的证据

核心发现

观点一：灵活导航是认知地图的核心行为标志

认知地图的关键不是记住固定路线，而是能利用内部的空间关系灵活导航。Tolman 的太阳光芒迷宫和莫里斯水迷宫实验都表明，当熟悉的路径被阻断或者起点变了，动物仍然能朝目标位置移动。这说明它们用了某种环境关系表征，而不是简单的刺激-反应链条

这些经典范式说明，捷径、绕行和从不同起点到达目标的能力，共同指向了认知地图的存在。但文章也强调，这些行为本身并不能单独证明脑内表征一定是精确的欧几里得度量地图

观点二：认知地图不必是精确的几何图，也可以是拓扑式网络

认知地图可能是度量地图，也可能是一种更松散的拓扑图。人类在判断距离、方向和排列关系时出现的系统性误差，常被拿来支持非度量表征假说。在拓扑图框架下，熟悉的地点是节点，路径是边，空间关系在局部可能近似度量化，但在全局层面会扭曲。这种图结构表征同样支持绕行和捷径——它允许重新组合路径产生新路线，只是不保证总能生成最高效的那条

文章明确比较了度量地图和拓扑图两种观点，指出图结构假说可以解释部分灵活导航行为，但无法保证最优路径规划