Learning your way around town: How virtual taxicab drivers learn to use both layout and landmark information(Newman et al, 2007)

在p.248中提及，在第一個search path中應當便足以提供尋找第一個目標所需要的訊息，所以這可能是為何在change store& buildings組當中subjects在第一次goal-seeking path的表現好的緣故。以下是我想到的可能的解釋：

• change store-在整個環境中，buildings佔21/25而相對地store僅佔4/25，因此當buildings未改變時，subject並未能於一開始就及時察覺環境已經與之前不同，因而錯失在1st search path中觀察新的store的機會(說不定一直到找到第一個乘客才發現store已經被換掉)，所以才會多走那麼多路。
• change buildings-如前所述，buildings的改變相對地是顯而易見的，因此本組subject在一開始應當能馬上發現環境已經有異，於是便會特別注意store是否也被更動，在發現store其實與之前相同且位置也沒變時，便放棄利用之前建立的關於以buildings為landmark的策略，完全利用store本身為landmark以及layout的策略來navigation，所以表現還不差。
• change store & buildings-道理同上，一發現buildings的改變便特別注意store的改變，於是在1st search path早期就能發現store已被置換，但有發現其實store之layout未變，於是只要記住新的4個stores分別是在哪4個位置，或是新的4個stores分別替代原新哪一個store即可，這使得他們走的距離不像change all或change stores組一樣那麼長。不過這樣解釋我還是不覺得表現會好到如data呈現一般......

另外，我在想如果今天實驗中想要改變landmarks而固定layout時，是否可以將各個landmarks之間的位置互換(比如storeA與stroreB互換)？我不確定這樣做是不是也變動到layout？

Environment Topography and Postural Control Demands Shape Aging-Associated Decrements in Spatial Navigation Performance(Lövdén, M., Schellenbach, M.,

結合跑步機與VE來探究environment topography與postural control對於伴隨著老化而衰退的spatial navigation performance的影響。這兩項獨變項是我在之前其他navigation文獻中所沒有討論過的議題。

1. 之前看過的文獻大部分是利用VE，但是因為VE畢竟沒有讓受試者在真實環境中行走，因而無法得到proprioception或kinesthetic等在navigation中佔重要貢獻的感覺，因此VE的可信度便因此受到質疑。我們知道navigation其實是一項複雜的功能，許多認知功能都對這項能力有所貢獻，而老化的確會造成許多種cognitive或sensorimotor function的退化，可以想見這其中任何一項功能的退化都有可能會改變老人在navigation的表現，這裡特別提到的便是與sensorimotor有關的postural control。部份文獻提到當老人與年輕人在從事某樣認知功能的能力沒有差異時，若讓他們同時執行認知功能與有動態平衡需求的dual task，則老人執行認知功能的表現變差(不過我還沒看過這些文獻)，顯示對老人而言，認知功能與動態平衡需求的兢爭已經超出了他們所能負荷。在本文中的結果發現老人在執行navigation task時比沒有執行時軀幹搖晃度為大(雖然以一樣的速度行走)，可以驗證以上的說法，不過如果給予扶手作為support便不會發生。因此若以真實環境來從事navigation，給予老人walking support將可以降低以上所提及的顧慮，或許是個不錯的辦法，而且也比VE多了proprioception& kinesthetic sensation feedback。不過我個人經驗是覺得在跑步機上走路的感覺挺怪的(各位的經驗呢？)，但這有可能是因為我們一般在跑步機上走路時明明步伐一直往前，但視覺訊息接受到的卻是固定不動的場景，若搭配螢幕上的VE可能會消除這種感覺衝突的現象吧。

2. 至於利用topography(筆直的走廊或彎彎曲曲的走廊，Fig1.)來驗證不同年齡在navigation learning使用的主要策略是不是有不同，也是一個很有趣的作法(至少對我而言)。

3. 因為必須用到5個maze，為了讓每個maze的難度一致，在Materials裡面有提到，它們必須符合(a)~(f)等6項規則，我覺得還蠻複雜的，不曉得這是不是利用程式就可以產生既符合規則且又長的不一樣的maze？

Brain activation during human navigation: gender-different neural networks as substrate of performance (Georg Grön et al, 2000)

利用fMRI來找出不同性別在從事navigation時，表現差異的神經機制基礎。

1. 在fMRI中所執行的navigation task分為active& control兩種condition，兩種輪流呈現。其中的control condition的畫面會定格在之前active condition的最後畫面，同時在畫面上下各出現一條white bar，在上bar上方會出現一個閃爍的綠色方塊，它會隨機出現在左、中或右邊的位置，受試者必須盡快依照它的出現位置按下正確的反應鍵。white bars的存在是否是為了讓受試者察覺到已經從active condition轉換到control condition？在Moffat et al.(2006)的研究中，control condition是讓受試者在和active condition相似的VE環境中跟隨著地上的指標移動，如此一來便能使受試者在兩種conditions下所接受的visual stimulation、optic flow、motion sensation相當。我認為這比本實驗好的地方在於這樣的設計有提供和active condition相似的optic flow。

2. 作者們把這裡看到的性別活化區域差異，與不同性別在偏好使用不同cue之間做連結(Sandstrom, N. J., Kaufman, J. & Huettel, S.A. Males and females use different distal cues in a virtual environment navigation task. Brain. Res. Cogn. Brain Res. 6, 351-360(1998).)女性偏好使用landmark cue，因此她們需要使用working memory來維持住這些landmark cue，所以導致prefrontal area activation較男性高；而男性同時使用landmark & geometric cues，所以必須倚靠left hippocampus來處理多樣的geometric cue，或者是男性比較需要使用episodic memory來執行navigation task。若男性同時使用landmark & geometric cues，那麼是不是也應該要與女性一樣有相似的working memory loading？geometric cue的處理為何主要是靠left hippocampus？且如果是因為episodic memory的關係使得hippocampus activation較高的話，女性在使用landmark cue的情況下不是也需要使用episodic memory？

Navigation in a "Virtual" Maze:Sex Difference and correlation with Psychometric Measures of Spatial Ability in Humans (Moffat et al, 1998)

利用黑白呈現，沒有任何可作為landmark物體之virtual maze，來檢驗男性與女性在執行egocentric navigation之能力差異〈受試者任務是找到迷宮唯一出口〉。

1. 依變項是走出迷宮所需的時間，以及在其中所犯下的錯誤次數，得到的結果發現有sex& trial main effect。解迷宮有時間限制，若未在時限內走出，則該次紀錄以時限為記。文中並未提及有多少比例的次數是落在此種情況下〈難道都沒有？〉，這樣的設計是否是為排除極端值，亦或是為其他理由？若今日女性發生此種情況的比例比男性高出很多時，這樣的設計是不是會讓data與沒有時間限制情況下所收集到的data有很大的差異？

2. 本研究針對egocentric navigation skill，但在使用VE的情況下並沒有提供proprioception& kinesthetic sensations〈對提供方向感和距離概念很重要〉，僅提供optic flow，這大概算是這類VE的缺點吧，另外有一文〈Humans do not switch between path knowledge and landmarks when learning a new environment, Foo et al, 2007〉裡面所使用的工具讓受試者能夠真正在VE環境中移動，應該可算是克服這項困難。另外，對於allocentric navigation而言，proprioception& kinesthetic sensations是否也佔有或多或少的重要性呢？

3. 本實驗中受試者的VE表現和傳統spatial task表現有顯著關聯，這是表示傳統spatial task便能讓我們得知個體navigate的真正能力？或是操作這類VE與傳統spatial task所需要的能力相差不多？那VE到底能夠告訴我們真實navigate skill的多少呢？

4. 關於性別差異，這應該是一項很明顯的差異，不過在2002年的研究中，有提到該群受試者的表現並無性別差異〈雖然這不是該研究的重點〉，這令人蠻好奇的，為何在vMWM看不出性別差異，難道性別差異只存在於egocentric navigation，而不存在於allocentric navigation？但事實上好像也不是這樣……

Effects of Age on Virtual Environment Place Navigation and Allocentric Cognitive Mapping (Moffat,2002)

本研究目的乃是要探究老化對於(1) Virtual Environment Place Navigation以及(2) Allocentric Cognitive Mapping兩種能力之影響。與前回介紹的Age difference in the human spatial navigation system. Moffat et al (2006)為同一群作者，本篇發表時間較早，所使用的實驗工具是利用virtual Morris water maze(vMWM)。利用MWM來研究老鼠hippocampus對於navigation能力的重要性文獻眾多，且也發現老化會對hippocampus中的place cell的反應產生影響，使老化動物空間學習能力變差，但應用在人類身上的文獻在此之前較少。
幾個重要的發現如下：(1)在六次嘗試中，老年組在每一次嘗試中所需的移動距離都比年輕組長；但隨著嘗試次數增加，兩組人所需的移動距離都有下降。(2)在probe trial中，年輕組在含有平台之象限中徘徊的距離佔總移動距離的比例顯著地高於中年組和老年組；年輕組跨越平台所在位置的次數也顯著地大於中年組和老年組。(3)在allocentric cognitive mapping方面，當只給予room-geometric cue時，老年組自繪平台與實際平台距離顯著地大於年輕組，但若在給予object cue或是object + room-geometric cue的情況下則無顯著差異。
(1)即使是在第一次嘗試時，老年組在找到平台前所移動的距離就比年輕組長，研究者認為可能是因老年組比較沒有從練習時學到平台隱藏位置的特點，或是他們的spatial search strategy較差所致，我想這能不能算是spatial working memory比較差？(2)cognitive mapping與vMWM的表現看來是一致的，因此研究者推測cognitive mapping能力變差可能導致spatial navigation能力下降。(3)關於cue的使用方面，文獻指出老鼠的hippocampus受損會影響其使用distal cue的能力，但卻不影響其使用proximal cue的能力，這或許可以類推到老年組的表現上。

Age difference in the human spatial navigation system. Moffat et al (2006)

目前已知人類或其他動物都存在著與老化相關的空間導航(spatial navigation)能力退化的情形。在動物實驗發現，海馬回及其他神經迴路的改變可能是導致與老化相關的行為缺損的原因，不過我們對於人類空間導航能力退化的神經機制尚不明瞭，因此研究者便利用fMRI來得到年輕受試者與老年受試者在從事虛擬實境(VR-virtual reality)導航作業時的腦部活動差異，藉此推論與空間導航能力相關的腦部區域，並找出老化所造成的差異。
實驗中，受試者邊執行VE task邊接受fMRI的掃描，而VE的內容包含數個房間及幾個相連的走廊，裡面擺有6樣物品，受試者必須透過搖桿的操控來在裡面移動，他們被要求要學會裡面6樣物品擺放的位置以及走廊如何連結，因為在scan結束時他們必須完成一個VE的鳥瞰圖，同時得接受尋找指定物品最短路徑的考驗。
結果，1)年輕受試者在從事navigation tasks時較沒有從事時，以下腦部區域的活化顯著增加：right hippocampus, bilateral parahippocampal gyrus, cuneus, precuneus, bilateral parietal lobe, and retrosplenial cortex。2)老年受試者與年輕受試者比較下，活化相對較低的區域有：posterior hippocampus, posterior parahippocampal gyrus, retrosplenial cortex, medial and lateral parietal lobe；但活化相對較高的區域有：medial frontal gyrus and anterior cingulated gyrus。
由此可以看出，對於人類空間導航能力非常重要的區域包括hippocampal-parahippocampal complex以及retrosplenial cortex。尤其是hippocampal-parahippocamal complex，更被視為是所謂的認知地圖(cognitive map)( OKeefe J, et al, 1978)。綜合本研究與其他研究及臨床證據顯示，此部位與老化相關的改變會導致調節環境表徵能力受損，進而造成空間導航能力降低。另外對於老年受試者活化較高的區域的可能解釋是他們的代償行為所致。
本研究說明了老化所伴隨的神經機制改變對於行為的影響甚大，同時也指出了調控人類空間導航能力相關的腦部區域，這可以作為未來像是Alzheimer’s disease這類疾病的早期診斷、治療、訓練等的基礎。