大脑记忆的“分工密码”！Nature 揭秘：两类神经元“组队”，让你跨场景认人不迷糊

你有没有想过，为什么我们能在不同场合轻松认出同一个朋友—不论是在餐厅聚餐还是会议室开会？明明是同一个人，大脑却能自动关联起完全不同的情境信息，让我们游刃有余。近日，一篇发表在国际杂志Nature上题为“Distinct neuronal populations in the human brain combine content and context”的研究报告中，来自波恩大学医院等机构的科学家们通过研究揭开了人脑如何实现这种“内容与情景分离存储、灵活调用”记忆机制的神秘面纱。

记忆问题不仅是日常生活的核心，也牵动着全球数以亿计受记忆相关疾病困扰的人群。据统计，全球约有5000万人患有痴呆症，其中阿尔茨海默病是最常见类型；每年还有数百万人因脑损伤、癫痫或精神疾病面临记忆功能障碍的挑战。理解记忆的形成与提取机制，对于开发针对性治疗手段至关重要。

人脑VS鼠脑：记忆编码大不同

长期以来，科学家们已知内侧颞叶（尤其是海马体）在情景记忆中扮演关键角色。在动物（如小鼠）实验中，研究人员常发现单个神经元会同时编码记忆内容（例如“饼干”）与情景（例如“在厨房”）会形成所谓的“情境混合神经元”。然而，在人脑中情况似乎大不相同，之前的研究已发现一种叫“概念细胞”的神经元，它们对特定概念（比如某个名人）产生反应，且不受环境变化的影响，表现出高度的情景不变性。这引发了科学家们的好奇：如果内容与情景在人脑中是分开表示的，那它们又是如何“组队合作”，在我们需要时准确提取“某物在某情境中”的完整记忆的呢？

在病人脑中“实时观测”神经元活动

为了解开这个谜团，研究人员开展了一项精巧的实验。他们借助16名药物难治性癫痫患者大脑中已植入的临床监测电极（位于海马体及周围脑区），记录了超过3109个神经元的活动。

参与者们在病床上通过笔记本电脑完成一项“情景依赖的图片比较任务”。例如，屏幕上先出现一个问题：“更大？”，随后展示两张图片，患者需判断哪张图中的物体更大。通过变换问题（如“更贵？”、“更旧？”），同一张图片就在不同任务情景中被处理，让研究者能清晰观察大脑如何处理“相同内容、不同情景”。

两大“演员阵营”：内容神经元 vs 情景神经元

分析结果显示，人脑内存在两套基本独立的神经元群体：1）内容神经元：对特定图片（比如一块饼干）产生反应，不管当前任务是什么；2）情景神经元：对特定任务问题（比如“更大？”）产生反应，不管展示什么图片。

在分析的所有神经元中，研究人员识别出了597个受刺激调制的神经元（内容相关）和200个受情景调制的神经元（分布于杏仁核、海马旁回、内嗅皮质和海马体）。有趣的是，只有约50个神经元同时编码特定“图片-问题”组合，这说明人脑中混合编码的神经元非常少——这一点与啮齿类动物显著不同。研究者表示，关键发现是，当患者正确完成任务时，这两组独立的神经元能最可靠地共同编码内容与情景，这意味着记忆的成功形成与提取，依赖于这两组神经元之间的协同合作。

记忆的“双人舞”：延迟几十毫秒的默契呼应

更精彩的是，研究人员观察到这两组神经元在实验过程中逐渐形成动态连接。当刺激与情景经过实验配对后，内嗅皮质中的内容神经元的放电，可以预测海马体中情景神经元在几十毫秒后的活动。就好像“饼干”神经元学会了去激活“更大？”神经元，这个过程如同一个信息流的“看门人”，确保只提取先前活跃过的相关情景。这种机制被称为模式完成，使得大脑能够仅凭部分信息（比如只看到饼干），就重建完整的记忆情景（想起是在比较大小）。

在图片呈现过程中，内侧颞叶神经元能编码刺激与情境信息

为什么人脑要这样“分工”？

这种“内容与情景分离存储、按需组队”的架构，很可能正是人类记忆如此灵活高效的奥秘所在。大脑可以在无数新情境中重复使用同一个概念，而无需为每一个具体组合配备专门的神经元—它只需将内容和情景分别存放在不同的“神经图书馆”里，需要时再临时组合。这些神经元群体能够自发连接的能力，使我们既能概括信息（知道饼干可以吃），又能保留个体事件的特定细节（记得某次比较饼干大小的实验）。这种机制可能更有利于泛化与推理，而非僵硬地存储每一个具体经历，从而赋予人类强大的情景适应与知识迁移能力。

尽管这项研究通过电脑任务揭示了交互式情景（问题）下的神经机制，但现实生活中还有很多被动情景，比如你所在的房间、背景音乐或情绪状态。这些日常背景是否由相同的神经机制处理，仍有待探索。此外，研究还需在非临床环境中进一步验证。下一步关键工作将是探究：如果有意干扰这些神经元之间的互动，是否会阻碍一个人在特定情景下提取正确记忆或做出恰当决策？这或许能为治疗记忆检索障碍（如某些痴呆症状）开辟新思路。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Bausch, M., Niediek, J., Reber, T.P. et al. Distinct neuronal populations in the human brain combine content and context. Nature (2026). doi：10.1038/s41586-025-09910-2