Nature重磅：人脑把记忆“拆成两路”：内容与情境分开存、一起用

基本信息

Title:Distinct neuronal populations in the human brain combine content and context

发表时间：2026.1.7

Journal:Nature

影响因子：48.5

引言

我们在回忆时，很少只记得“发生了什么”，更关键的是“发生在什么情境里”。比如同样是和朋友吃饭，你能分清是工作聚餐、生日庆祝，还是临时碰面；同一个人、同一家餐厅，换了时间、任务或目的，回忆的意义就完全不同。内侧颞叶（medial temporal lobe, MTL）尤其是海马（hippocampus）长期被认为负责把项目（item）与情境（context）绑定形成“情境中的项目记忆”（item-in-context memory）。但一个矛盾点在于：啮齿类海马表征常高度依赖情境，而人类MTL里著名的概念细胞/概念神经元（concept cells）却往往对语义内容反应稳定、对情境不敏感，似乎更利于跨情境泛化。那么，人脑究竟如何在单神经元层面同时做到“内容可泛化”与“情境可约束”？

作者把“情境”具体化为可操作的任务情境（interactive/task context）：一段简短问题（如“更大吗？”）规定你接下来该用什么规则比较两张图片。通过在癫痫外科监测患者中进行单神经元记录，研究者试图回答一个核心问题：MTL里是否存在相对独立的“内容神经元”和“情境神经元”，以及它们如何在需要做出情境依赖决策时被重新激活、彼此耦合，从而支持真正的“内容×情境”的记忆检索与判断。

实验设计与方法逻辑

作者在16名植入深部电极的患者中记录杏仁核、海马旁皮层（parahippocampal cortex, PHC）、内嗅皮层（entorhinal cortex, EC）与海马共3,109个神经元；任务以“问题-两张图片-作答”构成试次，并用4×5双因素方差分析（ANOVA）区分刺激/情境/交互编码神经元，结合SVM时间解码检验表征的泛化与再激活，再用移位校正互相关（shift-corrected cross-correlograms）追踪EC到海马的时序耦合及其与行为正确性的关系。

核心发现

发现1：内容与情境主要由“分开的两群细胞”承担

Figure 1用单细胞示例直观展示：多数神经元只对图片内容（stimulus）或只对问题情境（context）敏感，而把两者“绑定成唯一组合”的交互神经元非常少。全数据上，作者在3,109个神经元中识别出597个刺激调制与200个情境调制神经元，但仅约50个刺激–情境神经元编码特定“图片–问题”组合，提示人类MTL更偏向正交（orthogonal）表征以支持泛化，而非大量刚性的结合编码。

Fig. 1 | Neurons in the MTL encode stimulus and context during picture presentations

发现2：情境表征是“抽象的”，会在需要时被再激活并支持决策

Figure 3显示情境神经元的SVM解码在问题出现时达到峰值，并在图片后期再次升高——这段时间正是需要按情境规则处理内容并走向选择的窗口；更关键的是，情境表征能跨图片身份与顺序位置泛化（generalization），说明它不是绑定到某张图，而是更像“任务指令”。作者进一步证明内容与情境的可解码性一直持续到被试做出情境依赖选择，且在正确试次更强，直接把神经表征与行为有效性连在一起。

Fig. 3 | Generality and temporal dynamics of context representations imply relevance for stimulus processing.

发现3：EC“内容神经元”会以约40 ms领先预测海马“情境神经元”

Figure 4提供了机制级线索：在同侧EC与海马之间，EC的纯内容神经元（mere stimulus, MS）放电可在约40 ms后预测海马纯情境神经元（mere context, MC）放电；这种不对称互相关在实验前不存在、在任务配对过程中出现并在实验后仍可检测到，符合刺激–情境联结通过时序依赖可塑性（spike-timing-dependent plasticity, STDP）被“写入”的图景。

Fig. 4 | Emergence of sequential stimulus and context neuron activity suggests a storage mechanism.

发现4：被“预激活”的情境更容易被内容触发，像一种门控式模式完成

Figure 5把现象串成可检验模型：问题阶段MC神经元的反应强度可预测随后图片阶段的反应（而基线不能），说明情境在试次内被持续维持并“预热”。同时，EC–海马的MS→MC耦合在“偏好情境”下更强，且当图片触发EC-MS放电时，海马MC的情境解码准确率升高，提示预激活提高了相关情境通路的兴奋性，促进刺激驱动的模式完成（pattern completion）与情境再现。

Fig. 5 | Sequential activation after pre-activation could guide stimulusdriven pattern completion.

归纳总结和点评

这项工作用人类单神经元证据清晰回答了“内容如何在情境中被调用”这一经典难题：

MTL并非主要依赖大量“内容×情境”混合细胞，而是用相对独立的内容神经元与情境神经元实现可泛化的正交编码；当任务需要时，两者通过情境再激活与毫秒级时序耦合被动态绑定，从而既能限定检索范围，又不牺牲跨情境泛化能力。

从机制到行为、从表征到时序，这篇Nature把“灵活记忆”的神经实现讲得非常完整，也为后续用刺激/电刺激检验因果链条提供了明确抓手。

AI一句话锐评

把“情境”做成可被再激活的神经指令，再用约40 ms的跨区时序耦合把它扣到“内容”上——人类记忆的灵活性，就藏在这次毫秒级的“握手”里。