你的大脑可能依赖一波波扫过脑组织的电活动,将眼睛看到的光信号转化为清晰的世界图景。这种被称为“神经行波”的电活动模式,并不固定于某一脑区,而是持续移动。在任一时刻,它们通过改变不同神经元群体的反应敏感度,影响你的注意力、感知乃至行为。
在最新发表于《神经元》(Neuron)期刊的综述中,索尔克研究所的神经科学家提出:这些行波并非无关紧要的背景活动,而可能是一部“计算引擎”——帮助视觉皮层构建关于外部世界的内部模型。这一机制或许也适用于大脑其他区域,意味着我们感知到的世界,从来不是对现实的原样录制。
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如果这一观点成立,就能解释为什么我们常常“视而不见”:大脑会不断解读感官输入,填补信息空缺,预测下一步发生什么,甚至重构刚刚发生的事件。行波恰好提供了一种在皮层范围内协调这些复杂操作的机制,让不同脑区在精确的时间窗口内协同工作。
索尔克研究所的神经科学家约翰·雷诺兹(John Reynolds)于2020年首次在清醒动物的视觉系统中识别出此类行波。此前,科学家只曾在麻醉动物身上观察到类似波动,因而怀疑它是否具有正常的认知功能。雷诺兹实验室证明,警觉动物脑中也存在行波,并且与动物检测物体的能力直接相关——波的相位时机,可能决定视觉皮层在刺激出现时是格外敏锐,还是暂时“失神”。这或许能解释,为什么钥匙就摆在桌上,你却久久看不见它。
在确认行波能逐刻影响感知后,雷诺兹与同事提出了一个更大的问题:皮层为何要主动产生这些波?该综述首次尝试用一个统一框架回答——大脑究竟如何利用动态电波,将分散的感觉信息、先验经验与当前目标整合为连贯的认知体验。尽管许多细节仍待实验证实,但这一框架为理解注意力、预测和感知的神经基础开辟了全新方向。
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