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A003 Neuron重磅：“概念细胞”被发现20周年，我们离理解人类意识还有多远？

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-03-11 ｜原文链接

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基本信息

Title:20 years of concept cells: From invariant responses to a unique coding of human memory

发表时间：2026.3.10

发表期刊: Neuron

影响因子：15.0

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研究背景

阿根廷著名作家博尔赫斯曾虚构过一个名叫特隆（Tlön）的世界，在那里，名词是不存在的，取而代之的是各种形容词的组合。在这个缺乏名词构建的世界里，科学甚至思想都变得不可能存在。

博尔赫斯在另一篇小说中还刻画了一个拥有绝对完美记忆的农夫，他能记住每一个细节，却因此丧失了思考的能力，因为“思考就是忘却差异，就是归纳，就是抽象”。

这两则引人深思的故事巧妙地揭示了人类智能的核心基石：语言所赋予我们的高度抽象能力。

回到严谨的认知神经科学领域，我们不禁要问：大脑究竟是如何表征这些高度抽象的“概念”，并以此为砖瓦构建出浩瀚的记忆体系的？

长期以来，非人灵长类或啮齿类动物模型多用于研究相对简单的奖赏驱动任务，难以触及人类现实生活中复杂的认知与记忆功能。而在人类身上，直接记录单个神经元的活动极为困难，通常只能借助难治性癫痫患者植入颅内电极的宝贵临床机会来进行。

大约20年前，“詹妮弗·安妮斯顿神经元”（Jennifer Aniston neuron）的偶然发现震动了学界：科学家在人类大脑中找到了专门对特定人物或概念产生强烈反应的细胞。在概念细胞被发现20周年之际，其发现者 Rodrigo Quian Quiroga在 Neuron 杂志撰文，系统梳理了这类神经元在过去二十年间的核心研究成果。

概念细胞发现者：Rodrigo Quian Quiroga

作者不仅详细阐述了概念细胞如何通过与新皮层表征协同协作来形成和存储记忆，更抛出了一个极具颠覆性的观点：这种基于概念细胞的抽象表征模式，很可能是人类所独有的，它铸就了我们高级认知能力（如抽象思维和泛化）的辉煌，同时也要求我们必须重新审视基于动物模型建立的传统海马记忆编码理论。

研究核心总结

一、概念细胞的高度选择性与多模态不变性

研究表明，人类内侧颞叶（MTL）特别是海马体中存在着“概念细胞”，它们对患者非常熟悉的特定人物、地点或事物表现出极高的选择性和多模态不变性（Multimodal invariance）响应。例如，一个细胞不仅会对萨达姆·侯赛因的不同照片放电，还会对写着他名字的文字、甚至读出他名字的声音产生强烈的神经反应。近期的研究更是将这种不变性扩展到了嗅觉和代词：有神经元不仅对香蕉的图像和文字反应，还会对香蕉的气味放电；甚至当句子中的代词（如“他”）在上下文中明确指代该特定人物（如“史瑞克”）时，细胞也会被激活。这一系列结果强有力地证实：概念细胞编码的是刺激背后的核心“语义”和意义，而非单纯的底层感觉视觉特征。

Figure 1. Human single-neuron recordings and silent neurons

Figure 2. Selective and invariant responses

二、记忆的积木：部分重叠的印迹细胞群

记忆究竟是如何将不同概念联系在一起的？作者提出，这些概念是由稀疏的神经元集群（印迹，Engrams）共同表征的。当大脑在两个概念之间建立新的情景记忆联结时（例如将拳王阿里与网球名将莎拉波娃联系起来），依赖的是这两个印迹细胞群体的“部分重叠”（Partially overlapping engrams）。这意味着，部分原本只表征 “阿里” 的神经元，为了编码这种新联结，会扩展其感受野去响应 “莎拉波娃”。

这是一种逻辑“或（OR）”的功能，而非产生一批全新的专门针对这种组合的神经元。在这一过程中，海马体概念细胞充当了“索引（Index）”的角色，它能够快速绑定任意关联，并指向广泛分布于新皮层中负责感知和语义细节的其他表征网络。

图10

Figure 3. Correlation with conscious perception

图11

Figure 4. Responses to associated concepts

三、人类独有的记忆编码：告别“模式分离”

基于动物模型（如啮齿类）的经典记忆理论认为，海马体的核心机制之一是“模式分离（Pattern separation）”，即通过高度依赖上下文的联合编码（Conjunctive coding）来正交化重叠的记忆，从而减少记忆干扰。然而，作者指出，人类海马体的运作逻辑可能截然不同。人类的概念细胞表现出显著的“上下文独立性（Context-independent）”：无论受试者是在被动观看图片、执行工作记忆任务，还是在回忆两个发生在完全不同情境下的关于同一个人的不同故事，同一个概念细胞的放电模式几乎是毫无区别的。

研究显示，人类海马体并不通过联合编码区分同一人物的不同情境故事。因此，人类的情景记忆并非如同录像机般的“精准重放”，而是基于上下文独立的印迹共同激活，所进行的一种主动“重建”过程。

图12

Figure 5. Coding of associations with partially overlapping engrams

图13

Figure 6. Context-independent representations in the human MTL

四、演化代价：语言、抽象思维与错误记忆

为何唯独人类演化出了如此特殊的概念细胞网络？数据指出，猴子海马体的响应潜伏期约为150毫秒，而人类海马体的响应则迟至300毫秒左右。这暗示了人类在视觉信息到达海马体之前，在新皮层经历了更为深度的“意义提取”加工。作者推测，这与人类独特语言能力的演化密切相关：语言本身就是高度的抽象，词汇让我们能够剥离繁杂的细节去思考概念的本质。概念细胞与语言的协同演化，造就了人类无与伦比的泛化能力、想象力以及高级抽象思维。然而，“天下没有免费的午餐”：放弃了动物那种依赖具体上下文的精确分离编码，换来的是人类极其容易受到记忆干扰，并频繁产生“错误记忆”的演化代价。

图14

Figure 7. Difference between human and animal hippocampal processing

图15

编辑部寄语

或许，博尔赫斯笔下的悲剧农夫富内斯，正是动物界完美记忆的极端写照：拥有了过目不忘的细节，却永远失去了抽象思考的羽翼。

我们常常抱怨自己记性不好、容易张冠李戴或是产生曼德拉效应般的“错误记忆”，但这项历时20年的研究温柔地提醒我们：这或许并非大脑的缺陷，而是进化赐予人类最伟大的礼物。正是海马体中这些舍弃了细枝末节、只追寻本质意义的“概念细胞”，让我们得以在不同的时空碎片中搭建关联，从而拥有了泛化、推理与天马行空的想象力。下一次，当你发现自己记错了某个生活琐碎的细节时，不妨会心一笑：因为正是这种不完美的、热衷于“脑补”的记忆系统，成就了我们独一无二的、深邃而自由的灵魂。

分享人：饭鸽儿

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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