你有没有过这样的经历——
一张模模糊糊的黑白图片摆在眼前,你眯着眼、皱着眉,死活看不出画的是什么。朋友在旁边轻描淡写地说了一句:“这明明是一只狗啊。”下一秒,那张图在你眼里,从一堆毫无意义的墨块,变成了轮廓清晰、形态生动的小狗。
从此以后,每次一看到它,都会毫不犹豫地认出来。不是记了三天,不是记了一星期,而是几个月、几年,甚至一辈子。
这就是大脑灵光一闪的“啊哈时刻”——一次性知觉学习(one-shot perceptual learning)。
可是,这个“只看一次,永远记住,永不混淆”的超能力藏在大脑的哪个角落?它又是怎么工作的?
过去,学界一直认为,人类要实现“一次性学习”,几乎离不开海马体的参与。然而,来自纽约大学等机构的研究团队近期发表于Nature子刊Nature Communications的一项研究表明,真正发生关键变化的,并不是海马体,而是高级视觉皮层(HLVC),尤其是梭状回(FC)。这里,正是大脑存放“知觉经验”和“先验知识”的核心区域。
事实上,既往已有研究表明,那些双侧海马体损伤的健忘症患者,进行一次性知觉学习任务时,竟表现得和正常人没有区别。
这说明,一次性知觉学习任务,根本不依赖海马体。
那么问题来了:如果不在海马体,又会在哪里?
于是,研究团队设计的第一项实验,便是让志愿者看Mooney图这种二值化处理的极端失真图片,随后给他们看对应的清晰原图,再回过头测试他们对Mooney图的识别能力。
结果,这组图的识别率从前测的不足20%飙升至80%以上。
接下来,研究者将清晰原图左右翻转,旋转90度及尺寸缩小至一半,来检测学习效应是否依然存在。他们发现,将原图左右翻转或旋转90度后,学习效应仍在,但显著削弱。如果将原图缩小至一半尺寸,学习效应与原图条件下无显著差异。
不过,如果将原图换成同一类别的另一张不同图片(如从这架飞机换成那架飞机),学习效应彻底归零。
也就是说,大脑在一次性知觉学习中,不关心大小,但对朝向很敏感。
这种“神经编码偏好”,在整个大脑皮层里,只有高级视觉皮层(HLVC)最符合,尤其是位于颞下回的梭状回。这里的神经元,恰好对物体朝向敏感,却对物体大小不敏感。
接着,研究者利用颅内脑电图(iEEG),观察了19名癫痫患者神经活动的毫秒级时序。他们发现,HLVC在图像出现后约225毫秒,后测Mooney图的神经调谐模式就开始向清晰原图靠拢。然而,早期视觉皮层中,这个“靠拢”要等到365毫秒以后。
并且,有少数几次,患者在没看原图的情况下,自己也突然识别出了后测Mooney图。这时候,高级视觉皮层的“靠拢”效应也存在,但是断开的、两段的、峰值更早。
可见,人类顿悟时刻的神经可塑性,发生在高级视觉皮层,尤其是梭状回。
它不是海马体的功劳,也不是早期视觉皮层被“灌顶”的结果。恰恰相反:早期视觉皮层的变化是晚期的、被动的、是高级皮层教它怎么看的。
所以,那个让我们恍然大悟的“啊哈”时刻,它不是什么玄乎的灵感突降,也不是运气使然。其实是我们的高级视觉皮层在收到新信息后,完成了一次内部更新整个过程行云流水,以至于我们根本察觉不到大脑背后忙活了这一大圈。
参考资料:
[1]Hachisuka, A., Shor, J.D., Liu, X.C. et al. Neural and computational mechanisms underlying one-shot perceptual learning in humans. Nat Commun17, 1204 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-68711-x
来源 | 梅斯学术撰文 | JY编辑 | 木白
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