加州大学洛杉矶分校（UCLA）主导的一项开创性研究探讨了大脑怎样编码和明确时间与体验的流动 ，这是神经科学中的一大基本谜题。
这项研究揭晓在《自然》杂志上 ，直接纪录了机体个体神经元的运动 ，发明特定类型的脑细胞以反应人们履历的顺序和结构的方法举行放电。研究发明 ，大脑在体验竣事后仍保存这些奇异的放电模式 ，并能在休息时快速重现。别的 ，大脑也能用这些模式为未来的刺激做好准备。这些发明首次提供了关于特定脑细胞怎样整合“什么”和“何时”信息的实证证据 ，以时间为维度提取并坚持体验的表征。
该研究的资深作者、UCLA的神经外科、神经病学及生物行为科学教授Itzhak Fried博士体现 ，这些效果有助于未来手艺的生长 ，并对人工智能明确人脑认知历程具有启示。
“识别时间中的体验模式关于大脑形成影象、展望未来效果以及指导行为至关主要。”Fried说。“但这一历程在细胞层面的实现 ，一直以来是未知的 ，直到现在才有了详细的熟悉。”
图片信息：实验历程和选择性神经元。
此前研究 ，包括Fried博士的事情 ，运用脑部纪录和成像手艺 ，展现了大脑如那里置空间信息 ，显示在动物和人类模子中 ，大脑中两个区域——海马体和内嗅皮层——施展了要害作用。两个区域交互以建设“认知地图”。海马神经元作为“位置细胞” ，标识动物所处的详细位置 ，类似于地图上的“X”。内嗅神经元则作为“网络细胞” ，提供空间距离的怀抱。Fried的团队在啮齿动物中首次发明这些细胞 ，随后在机体中也找到了这些细胞。
进一步研究发明 ，类似的神经运动也为非空间体验提供支持 ，如时间、声音频率和物体特征。Fried及其同事的主要发明包括海马体和内嗅皮层中的“看法细胞” ，这些细胞对特定的人物、所在或物体作出反应 ，对影象能力起着主要作用。
为了研究时间中事务的脑处置惩罚历程 ，UCLA团队招募了17名加入者 ，这些加入者举行了重大的行为使命、模式识别和图像排序程序。
研究职员纪录了加入者在历程中神经运动。首先 ，加入者寓目了约120幅图像 ，包括人物、动物、物体和地标。他们被要求执行种种使命 ，例如区分图像中是否有某人。这些图像的选择部分凭证加入者的偏好 ，好比著名演员、音乐家和地方。
随后 ，加入者举行了一个三阶段实验 ，他们需要对在金字塔形图表上差别位置显示的图像作出反应。为每位加入者选择了六幅图像。
在第一阶段 ，图像以伪随机顺序显示。第二阶段 ，图像顺序由图表位置决议。最后阶段与第一阶段一样。当寓目这些图像时 ，加入者还要执行与图像位置无关的使命 ，例如判断图像是否为男性或女性 ，或者图像与上个阶段相比是否为镜像。
剖析中 ，Fried及其团队发明 ，海马体-内嗅神经元逐渐调解并细密对齐其运动以匹配图像在图表上的顺序。据Fried ，这些模式自然形成 ，未对加入者作直接指导。别的 ，这些神经元模式还反应未来刺激的概率 ，使命完成后编码模式仍得以保存。
“这项研究首次展示大脑怎样使用类似机制体现看似差别的信息类型：空间和时间。”Fried说。“我们在神经元层面展示了这些物体轨迹在时间中被人类海马体－内嗅系统整合。”
杂志：Nature
DOI：10.1038/s41586-024-07973-1
