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《Science》+《Nature》：曹颖院士团队揭秘“心像”之源，人类所见与所想，竟由大脑同一批神经元编码
- 2026-04-13 16:27
- 来源：医药资讯网
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心理意象（Mental imagery）使我们能够记住过往的经历，并构想新的场景。动物研究为我们揭示了视觉感知的机制，但视觉想象的神经机制却仍不为人所充分理解。
2026年4月9日，加利福尼亚大学伯克利分校曹颖（Doris Y. Tsao）团队在Science在线发表题为A shared code for perceiving and imagining objects in human ventral temporal cortex的研究论文，该研究发现，在人类腹侧颞叶皮层（ventral temporal cortex，VTC）中，约 80% 的视觉响应单个神经元使用分布式轴编码来表示物体。
研究人员利用这种编码来重建物体并生成效果最佳的合成刺激。然后，研究人员在受试者想象特定物体时记录了同一神经群体的反应；约 40% 的轴调谐 VTC 神经元重现了视觉编码。总之，该研究的发现表明，视觉想象是由参与感知的相同神经元的重新激活所支持的，这为人类 VTC 中存在生成模型提供了单神经元证据。
另外，2026年3月25日，加利福尼亚大学伯克利分校曹颖（Doris Y. Tsao）团队在Nature 在线发表题为Rapid concerted switching of the neural code in the inferotemporal cortex的研究论文，该研究报告称，调谐功能可以迅速且协调地在神经群体中发生变化，从而实现从检测广泛类别到辨别个体实例的动态转变。
心理意象（Mental imagery）指的是我们的大脑在没有外部刺激的情况下能够产生感知、情绪和想法的能力。这种能力使我们能够创作艺术、模拟行为和结果、记住过往经历以及想象新的场景。不受控制的心理意象可能会导致心理障碍，如焦虑症、精神分裂症和创伤后应激障碍。
尽管它在我们的生活中非常重要，但关于心理意象的单个神经元机制却知之甚少。神经成像结果支持了一种长期存在的理论，即对特定感官的意象是由该特定感觉皮层的重新激活所支持的。然而，这些研究缺乏足够的分辨率来辨别是同一神经元还是大致位于相同区域的独立回路系统在重新激活。
该研究对 16 名患者在观看视觉物体时的人类视觉顶区（VTC）中的 714 个神经元进行了记录。其中，大部分神经元（714 个中的 456 个）对所使用的五个物体类别（人脸、植物、文字、动物和物体）中的一个具有视觉选择性。
为了用任意特征来表示一般物体，研究人员利用训练有素用于物体分类的深度网络的单位激活值构建了一个低维物体空间。将近 80%（456 个中的 367 个）所有视觉响应的单个神经元都显著地轴向调谐。研究人员使用这个轴向代码来重建物体并生成最有效的合成刺激。
一种用于视觉与想象的共通语言（图源自Science）
该研究在一部分患者（16 名中的 6 名）中记录了他们在想象相同物体时这些神经元的反应。对感知到的和想象中的物体的平均反应是相当的，有些神经元只在感知过程中活跃，有些只在想象过程中活跃，有些在两者过程中都活跃。
特别是，在想象任务中记录的轴向调谐的 VTC 神经元中，约 40%（107 个中的 43 个）重新激活，并且个体神经元在想象过程中对这些物体的投影值与这些神经元的观察轴之间的响应成正比。利用这一观察结果来重建想象中的物体，同时还能轻松区分这些物体是实际看到的还是想象出来的。
总之，研究人员利用这一机会，对人类在观看和想象物体时所激活的同一批视觉皮层神经元进行了记录。神经元利用一种轴向编码方式来表示视觉对象，而在想象过程中产生的神经活动会重新激活这种编码方式。这些发现为人类大脑中的生成模型提供了单个神经元的证据。
参考消息：https://www.science.org/doi/10.1126/science.adt8343
