2026年2月，《自然-神经科学》发表的一项大规模清醒婴儿功能磁共振成像研究发现，人类腹侧颞叶皮层在婴儿2个月大时便已具备丰富的视觉类别结构，包括对“生命性”（animate vs. inanimate）的区分。这一高级视觉功能的出现早于外侧枕叶皮层，揭示视觉类别的发育并非遵循自下而上的层级顺序。

婴儿是如何在生命的第一年里，为认知奠定基础的？视觉识别是他们面临的重要发展挑战之一。尽管我们对成人视觉系统的理解已相当深入，但其发育轨迹——特别是那些能将所见之物归为有意义类别的能力究竟何时、如何出现——始终是个谜。由于无法直接测量婴儿的神经表征，过往研究多依赖于观察婴儿的“注视行为”来推断其分类能力，但这无法揭示背后的脑机制。

如今，来自爱尔兰都柏林三一学院的研究团队，利用清醒婴儿功能磁共振成像（fMRI）技术，首次在超过100名2个月大婴儿的大脑中，直接捕捉到了高级视觉皮层的类别表征结构。

清醒婴儿fMRI：直视发育中的“视觉脑”

研究团队克服了婴儿无法配合指令、头部易动的巨大技术挑战，成功采集了130名2月龄和66名9月龄婴儿在清醒状态下观看图片时的fMRI数据。实验中，婴儿们观看了来自12个常见视觉类别（如猫、鸟、家具、树木等）的36张图片，这些类别涵盖了有生命、小型无生命和大型无生命物体。通过严格的运动校正，最终分别有101名2月龄和44名9月龄婴儿的高质量数据被纳入分析。

研究者采用表征相似性分析（RSA），比较了不同视觉刺激所引发的大脑活动模式之间的相似程度。他们将大脑划分为多个兴趣区，从初级视觉皮层（EVC）到腹侧高级视觉皮层（VVC，包括梭状回区域），再到外侧物体识别区（LO）。

惊人发现：2个月大婴儿的VVC已具成熟雏形

结果令人惊讶。在2个月大时，婴儿的EVC和VVC中均出现了显著且可靠的刺激特异性活动模式，这意味着不同图片能够引发可区分的大脑反应。更关键的是，这些活动模式所构成的“表征几何”与成人已相当接近——2月龄婴儿VVC的表征模式与成人的相关性达到了0.577，9月龄时提升至0.654。

通过将大脑表征与基于图像物理属性（如大小、颜色）的“知觉模型”和基于类别从属关系的“语义模型”进行比较，研究者发现：在2个月大时，婴儿的VVC不仅编码了基本的知觉特征，更已具备了清晰的类别和“生命性”表征。例如，有生命物体（如猫、鸟）与无生命物体（如杯子、树）所引发的活动模式，在VVC中已经显著分离。这种对“生命性”的全局组织原则，此前通过行为学研究被认为要到10个月左右才会出现。

这一发现颠覆了传统的“自下而上”发育理论。该理论认为，视觉皮层的发育应沿着处理层级，从初级皮层的简单特征逐步向高级皮层的复杂类别过渡。然而，本研究发现，高级的类别信息在2个月大时便已存在于VVC，且其精细度随年龄增长而提升，而非从无到有地“出现”。

外侧枕叶皮层（LO）的“发育延迟”

与VVC的早熟形成鲜明对比的是，外侧枕叶皮层（LO）在婴儿期表现出显著的发育滞后。LO是成人脑中重要的物体识别区，但在2个月和9个月大的婴儿中，该区域对不同图片的反应模式几乎没有可靠的区分性，也未表现出任何类别或生命性组织。其数据的信噪比与EVC和VVC相似，说明这并非单纯的数据质量问题，而是该区域在此阶段的确对视觉差异不敏感。

这一发现揭示，视觉类别的发育并非遵循从后（初级）到前（高级）的简单层级顺序，而是呈现出从内侧（VVC）到外侧（LO）的成熟梯度。这暗示，腹侧高级皮层的类别表征可能通过独立的发育路径建立，而LO的成熟可能需要更多跨模态经验（如物体操作、注意网络）的支持。

深度神经网络：理解婴儿视觉的“计算显微镜”

为了探究婴儿VVC中类别表征的性质，研究者将其与深度神经网络（DNN）模型进行了比较。他们使用了三种AlexNet架构的模型：未经训练的、经监督学习训练的以及经自监督学习训练的。

结果显示，无论是2月龄还是9月龄的婴儿，其VVC的表征模式都与经过充分训练的DNN最为相似，而不仅仅是与未经训练的、仅具备基础特征检测能力的网络相似。这表明，婴儿VVC中的表征已具备了相当的复杂度，其包含的特征与机器为实现高效物体分类而从海量视觉统计中学习到的特征相似。值得注意的是，自监督模型（其学习方式更接近婴儿无标签的观察学习）在某些方面比监督模型更好地解释了婴儿VVC，为未来寻找最贴合发育过程的学习模型开辟了道路。

先天蓝图与后天雕琢的协奏

这项研究描绘了一幅全新的视觉发育图景：人类高级视觉皮层并非一张白纸，它在生命极早期就已具备了区分视觉类别的初始“蓝图”，尤其是在处理对生存至关重要的“生命性”信息方面。这种先天的倾向性为婴儿快速适应视觉世界提供了基础。

然而，这并非意味着经验不重要。从2个月到9个月，再到成年，VVC的类别表征在持续精细化，其与成人模式的相似性不断提高。这表明，后天的视觉经验在不断“雕琢”和“校准”这个初始的神经架构。外侧枕叶皮层（LO）的延迟发育，则可能反映了某些依赖于更复杂认知功能（如注意力、动作意图理解）的视觉区域需要更长时间的经验积累才能成熟。

这项研究不仅革新了我们对人类视觉发育时间表的认知，更提供了一个强大的框架：通过将清醒婴儿脑成像与计算模型相结合，我们得以窥见大脑在生命最初的混沌中，如何逐步建立起理解世界的秩序。未来的研究可进一步追踪这种早期表征如何与语言、记忆等系统对接，并探究早产或早期不良经历如何扰动这一精密的发育过程。

参考文献：
Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age. Nat Neurosci 29, 693–702 (2026).

相关阅读：

• Deen, B. et al. Organization of high-level visual cortex in human infants. Nat. Commun. 8, 13995 (2017).
• Spriet, C. et al. Visual object categorization in infancy. Proc. Natl Acad. Sci. USA 119, e2105866119 (2022).
• Konkle, T. & Alvarez, G. A. A self-supervised domain-general learning framework for human ventral stream representation. Nat. Commun. 13, 491 (2022).