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导语： 多年来，神经科学中的一个主流观点是，下颞叶皮层（大脑中用于物体识别的关键中心）中的神经元通过固定的调谐函数来表征世界。Doris Tsao在其整个职业生涯中一直在研究大脑如何处理视觉信息，她曾相信这是一个事实。但现在，与包括最近加州理工学院毕业生Yuelin Shi在内的其他科学家团队合作，她发现了相反的证据。在一篇发表于《自然》的论文中，团队显示，下颞叶皮层中的神经元在观看面孔后约20毫秒内，从支持面孔检测的神经编码迅速切换到优化用于面孔识别的编码。

研究背景：长期争论

核心问题

• 下颞叶皮层是围绕适用于所有视觉类别的通用原则组织，还是包含类别特定机制？

两种模型对比（图）

• 固定调谐模型：神经元有固定功能，如深度网络中的节点

• 灵活调谐模型：神经元随时间快速切换编码策略

核心发现：快速编码切换

实验设计

• 对象：非人灵长类动物

• 刺激：面孔和非面孔物体图像

• 记录：下颞叶皮层中面孔选择性神经元（位于“面孔斑块”区域）的单神经元活动

• 方法：每20毫秒间隔检查神经元活动，观察“尺子”如何随时间变化

关键结果

“我们看到了面孔细胞群在非常短的时间内通过从物体通用编码切换到面孔特定编码，从检测过渡到识别。”

— Yuelin Shi，第一作者

对神经科学的影响

挑战传统观点

“下颞叶皮层一直是‘大脑像机器学习深度网络一样工作’的典范——其中神经元或‘节点’有固定功能——我们以为我们已经弄清楚了一切。发现细胞使用的编码在这个非常快的时间尺度上完全改变，真是非常令人惊讶。我仍然有点难以接受。我们的工作表明，大脑是通过动态进行计算的，我们作为一个领域，必须接受这幅新图景。细胞具有这些静态调谐函数的观点根本是不正确的。”

— Doris Tsao，通讯作者

解决长期争论

• 结果与许多心理物理学和行为研究相符

• 为物体识别的基本逻辑提供了新见解

对人工智能的启示

• 如果神经元可以随时间改变其调谐，单个神经元可能支持多种不同计算

• 可能为AI和机器学习提供更节能的信息处理方式

对感知和潜在治疗的意义

• 提供了一个具体度量标准，用于识别大脑何时开始将刺激视为面孔并切换到更专业的编码

• 未来可能帮助失明人士再次看到亲人的面孔

  • 通过识别下颞叶皮层中这种以前未知的计算，研究人员可能最终学会以更好地匹配其内在处理的方式刺激大脑

未来方向

• 向受试者展示更模糊的图像（部分面孔、类似面孔的物体）

• 要求受试者报告他们所看到的

• 确定神经编码的变化如何与感知和行为的变化相关

研究信息

• 原始论文：Shi, Y. et al. "Rapid concerted switching of the neural code in the inferotemporal cortex." Nature (2026). DOI: 10.1038/s41586-026-10267-3

• 研究机构：加州理工学院

结语

这项研究挑战了下颞叶皮层神经元具有固定调谐函数的传统观点。研究发现，面孔选择性神经元在观看面孔后约20毫秒内，从用于面孔检测的通用编码快速切换到用于面孔识别的面孔特定编码；而对非面孔物体则不切换。该发现解决了关于物体识别基本逻辑的长期争论，提示大脑计算依赖于动态编码，并为AI节能计算和恢复盲人面孔感知提供了新思路。

《自然》原文：https://doi.org/10.1038/s41586-026-10267-3