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加州大学伯克利分校|视觉表象|脑内单神经元记录|视觉响应神经元|腹侧颞叶皮层|神经生物学|生命科学
现在请你闭上眼睛,试着在脑子里勾勒出你家玄关鞋柜的样子——木纹的颜色、把手的形状、上面摆着的那串钥匙。你“看见”的这个画面,和你刚才睁着眼真的看向鞋柜时,大脑用的是同一套“代码”吗?
2026年4月,加州大学伯克利分校与西达赛奈医疗中心的联合团队在《Science》上发表了一项里程碑式研究:他们通过记录癫痫患者脑内单个神经元的活动,首次在人类大脑中证实,腹侧颞叶皮层里近40%的视觉响应神经元,在“看”和“想”时会用完全一致的规则激活。这意味着,我们脑子里的“画面”,不是凭空生成的幻觉,而是视觉皮层对真实感知的精准复刻。
你可以把大脑的视觉编码想象成一个巨大的三维坐标轴:横轴是“生物/非生物”,纵轴是“自然/人工”,还有无数隐藏的轴对应着纹理、颜色、形状这些细节。过去我们以为,每个神经元只负责识别一类特定物体——比如专门认猫的“猫神经元”,专门认椅子的“椅子神经元”。但这次研究推翻了这个朴素的假设。

研究者让受试者观看了500多幅涵盖人脸、植物、动物、日常物品的图像,同时记录腹侧颞叶皮层中714个神经元的放电。结果发现,约80%的视觉响应神经元遵循“轴编码”规则:它们不盯着某一类物体,而是对坐标轴上的某个方向敏感。比如某个神经元可能对“毛茸茸的生物”这个方向有反应,不管是猫、狗还是兔子,只要在这个轴上的投影足够大,它就会兴奋放电。

这是一种更高效的编码方式:不用给每个物体单独分配神经元,而是用一套通用的“几何坐标”就能描述万物。研究团队甚至能用这套规则,通过神经元的放电模式反向还原出受试者看到的图像,准确率远超传统模型。
当研究推进到“想象”环节时,真正的突破出现了。研究者让受试者闭上眼睛,回忆刚才看过的图像,同时记录同一批神经元的活动。结果显示,40%的轴编码神经元被重新激活——而且它们的兴奋模式和“看”的时候完全一致:如果某个神经元在看到猫时会因为“毛茸茸”的特征放电,那么当受试者想象猫时,它也会因为脑海里“毛茸茸”的特征再次兴奋。
但想象和真实感知并非完全相同。研究者能通过神经元的激活强度,清晰区分“看”和“想”:想象时神经元的放电强度只有真实感知的一半左右,参与的神经元数量也更少。这解释了为什么我们闭着眼想象的画面总是比真实看到的模糊——大脑其实在故意“留一手”,通过激活强度的差异,帮我们区分“脑海里的画面”和“眼前的现实”。

更关键的是,这些被激活的神经元编码的是视觉特征,而非单纯的语义概念。比如想象“猫”时,神经元响应的是“毛茸茸、尖耳朵、有尾巴”这些视觉细节,而不是“猫是一种宠物”这个抽象定义。这就是我们说想象有“画面感”的神经基础。
这项研究的局限也同样清晰。目前的实验对象都是癫痫患者,他们的大脑因为疾病可能存在异常,研究结果能否推广到健康人群还需要验证。更重要的是,研究只揭示了“想象时哪些神经元被激活”,却没回答“是谁触发了这些神经元的再激活”。
我们知道,想象是一种自上而下的认知活动——通常是前额叶、海马体这些高级脑区发出指令,让视觉皮层重现记忆。但具体是哪个脑区启动了这个过程?信号是如何传递到腹侧颞叶皮层的?这些问题还没有答案。研究者推测,可能是海马体负责提取记忆中的视觉特征,再传递给腹侧颞叶皮层的神经元,但这还需要更直接的实验证据。
另外,研究只涉及了视觉想象,其他感官的想象——比如想象咖啡的香气、冰块的触感——是否也遵循类似的“再激活”规则,同样是未知的领域。
当我们闭着眼睛“看见”东西时,大脑正在悄悄重演一次真实的视觉体验——不是模糊的幻觉,而是用和看世界时一样的“坐标轴”,精准复刻出细节。这项研究不仅解答了“想象如何产生”的古老问题,更给了我们一个理解自身的新角度:我们的创造力、记忆力、甚至那些深夜里挥之不去的画面,本质上都是大脑对真实感知的重组。
想象不是凭空创造,是记忆的精准回放。 未来,当我们能完全解码这套神经代码时,或许能直接读取别人脑海里的画面,甚至帮助那些失去视觉的人,通过想象重新“看见”世界。但在此之前,我们不妨先闭上眼睛,再仔细看看脑子里的那个画面——那是大脑给我们的,最私密也最真实的礼物。