一项发表于《自然》杂志的大规模研究，通过分析小鼠大脑皮层43个区域超过14000个神经元的活动，发现大多数神经元并非执行单一明确功能，而是对感觉信息、运动和决策的多种组合产生反应。这一发现挑战了传统神经科学中神经元是高度特化专家的观点，表明大脑的灵活性远超我们此前的认知。

传统观念的颠覆：从特化到泛化

长期以来，神经科学家倾向于将神经元视为具有明确分工的“齿轮”，例如识别面孔、位置或运动的细胞。然而，哥伦比亚大学祖克曼研究所的主要研究者、论文共同资深作者Stefano Fusi博士指出：“我们必须摆脱这种将大脑视为由精确齿轮组成的机器的形象。大脑并非如此运作，大多数神经元能展现巨大的反应多样性，这有助于大脑解决大量不同任务。”研究团队发现，在初级感觉皮层（如视觉处理区域），神经元确实表现出较强的特化性，但随着信息向高级皮层区域传递，神经元的反应模式变得愈发复杂，难以归类为单一功能。

大规模标准化数据揭示真相

该研究解决了神经科学中一个长期争论：神经元究竟是特化还是泛化？此前研究难以比较，因为不同实验室使用不同动物、脑区、行为或记录方法。此次研究利用国际脑实验室的标准化数据集，记录了小鼠在执行相同决策任务时，数十个皮层区域的单个神经元活动。这种一致性使得团队能够直接比较不同脑区的神经活动。共同第一作者、巴黎脑研究所的Lorenzo Posani博士表示：“这是一个古老而重要的问题，研究者们对此有强烈观点。”通过分析，他们发现皮层中大部分神经元是“通才”，而非“专家”。Fusi补充道：“我们不是说没有特化神经元，而是说它们是例外，而非规则。”

高维度编码：大脑的灵活策略

尽管神经元活动多样，但并非随机。研究显示，通过观察神经元在任务中的反应，可以推断其所属脑区，表明同一脑区的神经元共享某些特征，但个体间存在差异。Posani比喻道：“这就像选民意见地图，存在明显聚集区，但放大后能看到混合观点。”这种多样性可能是大脑的优势：如果数千个神经元反应相同，其活动将冗余。通过编码不同信息组合，神经元群体能代表更多可能性，形成“高维”表征。共同第一作者、瑞士洛桑联邦理工学院的博士生Shuqi Wang解释说：“每个神经元都以自己的方式多功能。”这种编码方式允许大脑区分相似情境并支持不同行为。

研究还提示，单个神经元可能对多个变量响应，单独观察时显得混乱，但群体模式能揭示潜在信息。这标志着从过去专注于寻找简单标签神经元的转变。Fusi指出，过去研究“一次只关注一个神经元，丢弃那些反应无法理解的细胞”，但这些看似混乱的活动可能反映了更丰富、更适应的信息处理方式。

理解这种群体编码可能有助于研究大脑网络失调时的变化。神经和精神疾病可能并非单一特化细胞类型的故障，而是源于大量多功能神经元群体模式的失序。未来研究将探索神经元是否根据任务在特化和泛化之间切换。Fusi表示：“还有很多待发现。”