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B015 前沿周报 | 认知神经科学顶刊本周重磅研究汇总-2026.03.22

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2026-03-22 ｜原文链接

🧠 本周我们共硬核拆解了 24 篇顶刊文献，助你用最短的时间，俯瞰本周全球认知神经科学的核心进展

▶ AI与脑机接口

CT影像的Aha moment | Nature 报道多中心4.4w例验证集下稳健表现的大模型
为大模型披上临床白大褂：Nat Med 提出心理治疗专用认知层架构
体外神经网络也能“学会”时间模式：从自发放电到有组织输出

▶ 感知觉、注意与意识

视觉神经元到底更偏爱“纹理”还是“物体”？
看见纹理，也看见边界：小鼠V1感受野中的“双分区不变性”
高级视觉不止发生在皮层：人类丘脑枕也在处理自然场景中的人脸与身体
MIT团队深度神经网络还原大脑选择性注意中的“乘数特征增益”机制
Science Advances | 眼睛在动，世界为什么不晃？揭秘大脑的“视觉防抖”算法

▶ 临床与疾病机理

Nat Neurosci | 高精度影像揭示DBS对帕金森病脑网络调控的双回路机制
Nat Neurosci | 半年、20次扫描，密集纵向功能连接组学揭示慢性疼痛的动态神经指纹

▶ 脑科学新闻与观点

Nature Methods报道：活体组织透明化：在不破坏生物活性的前提下看透深层大脑
预印本在生物医学领域的双重奏：加速传播与职业评价的博弈

▶ 情绪、语言与社会认知

你的大脑在第几层？社交博弈中，大脑如何“预判你的预判”？
你的情绪坐标在哪里？fMRI结合计算建模揭秘“情绪认知地图”的神经解剖基础

▶ 心智全景：核心综述精读

为什么有人总能找到路？
Trends Cogn Sci | 认知的熵减：大模型如何通过同质化重塑全球思想版图

▶ 学习记忆、决策与执行控制

大脑如何权衡“新鲜感”与“真金白银”？揭示视觉新奇调控奖赏决策的神经机制
为什么能心电感应？中国科学家用“量子纠缠”揭开了协作大脑的隐藏连接！
捡“芝麻”还是等“西瓜”？7T fMRI揭秘大脑在动态环境中决策的“表征扭曲”与策略转换
恐惧记忆是如何被写入的？海马体记忆印迹的精细拆解

▶ 运动、发展与其他高级认知

“肌肉记忆”藏在哪？默认网络DMN神经流形结构在运动记忆提取中的关键作用
Nature Neuroscience | 大脑网络中的“竞争与对抗”法则：全脑计算模型揭示大脑架构的底层逻辑
贪睡的鱼儿命不长？Science 揭秘白日梦背后的衰老代价

AI与脑机接口

Nature

Merlin: a computed tomography vision–language foundation model and dataset

CT影像的Aha moment | Nature 报道多中心4.4w例验证集下稳健表现的大模型

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该研究推出了原生三维视觉语言基础模型Merlin。通过整合三维体积计算机断层扫描、结构化诊断代码与放射报告进行多模态预训练，该模型实现了临床语义知识与三维解剖表征的深度对齐。Merlin在零样本分类、五年慢性病预测及三维语义分割等多元临床任务中的表现显著优于传统的二维模型及视觉专用模型。这一成果为放射影像解析提供了通用的智能基准，在降低临床医师诊断负担、赋能早期疾病风险分层与生物标志物发现方面具有深远意义。

Nature Medicine

A cognitive layer architecture to support large-language model performance in psychotherapy interactions

为大模型披上临床白大褂：Nat Med 提出心理治疗专用认知层架构

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本研究提出一种认知层架构，通过将临床推理与语言生成模块化分离，显著增强了大语言模型在心理治疗中的专业性。该系统利用状态推断与干预选择机制，在临床能力评估中超越了人类临床医生，并能建立与人类水平相当的治疗联盟。真实世界数据显示，认知层激活度与患者长期康复率存在显著的正向剂量反应关系。这一成果为开发安全、可解释且可扩展的数字疗法提供了范式，对缓解心理健康资源匮乏具有重要意义。

PNAS

Online supervised learning of temporal patterns in biological neural networks under feedback control

体外神经网络也能“学会”时间模式：从自发放电到有组织输出

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本研究用微流控塑形的模块化体外神经网络，结合高密度MEA实时记录与FORCE在线闭环训练的方法，回答了体外神经网络在反馈控制下能否学会并维持时间模式这一问题。结果表明，模块化拓扑（尤其晶格型）能抑制过度同步，促使网络从自发放电转向产生并维持多尺度周期性活动与部分混沌轨迹，证明了在特定结构与训练下体外网络可实现有组织输出，但其稳定性与精度仍有待提升。

感知觉、注意与意识

Nature Neuroscience

Neuronal tuning aligns dynamically with object and texture manifolds across the visual hierarchy

视觉神经元到底更偏爱“纹理”还是“物体”？

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本研究采用生成模型结合闭环神经生理的方法，回答了视觉神经元究竟更偏好纹理还是物体的问题。结果显示，不同视觉层级的神经元偏好随时间和区域动态变化：低阶区域更贴近纹理，高阶区域在保留局部特征敏感性的同时逐步增强对物体结构的对齐。

Nature Neuroscience

Functional bipartite invariance in mouse primary visual cortex receptive fields

看见纹理，也看见边界：小鼠V1感受野中的“双分区不变性”

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本研究采用双光子钙成像结合卷积神经网络建模的方法，回答了小鼠V1神经元在何种刺激变化下仍保持稳定响应的问题。结果发现，感受野中存在一种“双分区不变性”：一部分偏好固定图样，另一部分能容忍纹理平移，并且这种结构与自然场景中的物体边界高度对齐，揭示了V1在视觉分割中的精细编码机制。

Nature Neuroscience

Processing of natural scenes in the human pulvinar

高级视觉不止发生在皮层：人类丘脑枕也在处理自然场景中的人脸与身体

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本研究利用自然场景数据集的7T fMRI与编码模型方法，回答了丘脑枕是否参与复杂自然场景中的高级视觉加工这一问题。结果显示，丘脑枕不仅对面孔和身体等高级类别有分区化响应，还保留空间编码，并与皮层功能区选择性共激活，揭示其在视觉层级中的关键整合作用

Nature Human Behaviour

Optimized feature gains explain and predict successes and failures of human selective listening

MIT团队深度神经网络还原大脑选择性注意中的“乘数特征增益”机制

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本研究构建了包含特征增益机制的人工神经网络，用于解决复杂场景下的选择性听觉任务。研究发现，该任务优化模型不仅准确复现了人类基于声音特质和空间位置的注意力选择行为，还预测了由于特征重叠而导致的注意力分配失败现象。此外，该模型展现出与人类听觉皮层高度相似的“晚期选择”机制特征。这一成果表明，在感觉表征层级应用乘法特征增益，足以全面解释人类选择性注意的成败，为理解听觉注意的神经计算机制提供了重要理论框架。

Science Advances

High-fidelity but hypometric spatial localization of afterimages across saccades

Science Advances | 眼睛在动，世界为什么不晃？揭秘大脑的“视觉防抖”算法

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本研究探讨了扫视过程中的视觉稳定性机制，发现视网膜后像在自我中心空间中的移动与眼动高度一致，但存在显著的幅值不足现象。这种后像运动的增益与扫视增益呈负相关，且不受扫视后视觉反馈或扫视适应的干扰。机制上，该现象由基于传出副本的前馈预测所驱动，反映了视觉系统对运动指令带来的视觉后果的预判。这一发现揭示了动眼神经系统如何通过对自身运动的感觉后果进行精确但幅值不足的近似计算，从而在频繁眼动中维持知觉的连续与稳定。

图12

临床与疾病机理

Nature Neuroscience

Circuit response to neuromodulation characterized with simultaneous deep brain stimulation and precision neuroimaging in humans

Nat Neurosci | 高精度影像揭示DBS对帕金森病脑网络调控的双回路机制

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该研究利用高精度影像揭示了深部脑刺激对帕金森病脑网络的个性化调控机制。DBS可选择性标准化体位动作网络的功能连接，并诱发初级运动皮层与苍白球两个独立回路分别产生时间累积的去激活效应和频率依赖的激活响应。个体化功能连接图谱对临床疗效的预测效力显著优于群体规范图谱。这为优化精准神经调控方案和实现个性化临床治疗提供了关键的客观影像学支撑。

Nature Neuroscience

Intensive longitudinal brain imaging reveals personalized signatures of chronic pain

Nat Neurosci | 半年、20次扫描，密集纵向功能连接组学揭示慢性疼痛的动态神经指纹

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本研究利用密集纵向功能磁共振成像（fMRI）结合边缘时间序列分析，为纤维肌痛患者构建了个性化脑解码模型，实现了对自发性疼痛动态波动的精准追踪。核心发现指出，疼痛的神经表征在个体间具有极高的异质性，预测模型在个体间无法通用，且关键预测脑区基本不重叠。该成果强调了慢性疼痛作为独特个体化病症的本质，为临床从“一刀切”模型转向精准医疗、开发辅助自述的个性化神经生物标志物提供了重要范式。

图15

脑科学新闻与观点

Nature Methods

Isotonic and minimally invasive optical clearing media for live cell imaging ex vivo and in vivo

Nature Methods报道：活体组织透明化：在不破坏生物活性的前提下看透深层大脑

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Kyushu University团队研发出等张微创的光学透明化介质SeeDB-Live 。该技术利用牛血清白蛋白匹配胞外液与胞质折射率至1.365，在维持神经生理活性的同时显著降低光散射。该方法成功将活体皮层深层信号提升3倍，实现了树突棘精细结构及钙与电压动力学的长时程观测。这标志着活体深层脑组织成像进入亚细胞时代，为解析复杂神经环路提供了高保真技术手段。

Science

Career effects of preprints get mixed reviews from biomedical researchers

预印本在生物医学领域的双重奏：加速传播与职业评价的博弈

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生物医学预印本在加速科研成果传播的同时，仍面临职业评价体系的显著阻力。调研发现，超过60%的评审者因担忧质量管控、误导信息及AI造假，在晋升与资助决策中仍优先认可传统同行评审期刊。这种传播效率与评价逻辑的失衡，暴露出开放科学愿景同既有学术评价体制的深层矛盾。建立自动化透明度指标以平衡快速传播与学术严谨，对重构学术评价生态具有重要指导价值。

图18

情绪、语言与社会认知

Nature Neuroscience

A neural signature of adaptive mentalization

你的大脑在第几层？社交博弈中，大脑如何“预判你的预判”？

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本研究揭示了人类动态调整心智化策略的认知与神经机制。基于全新提出的CHASE计算模型，研究发现个体对互动对手策略复杂性的适应性信念更新不仅由右侧颞顶联合区和前脑岛等分布广泛的脑网络支持，其多体素激活模式还能跨样本精准解码预测这种动态心智化水平。该成果打破了以往聚焦静态心智化的理论局限，为未来评估与干预孤独症等群体的社会认知障碍提供了具备高度临床潜力的可靠神经标志物。

Nature Communications

Map-like representations of emotion knowledge in hippocampal-prefrontal systems

你的情绪坐标在哪里？fMRI结合计算建模揭秘“情绪认知地图”的神经解剖基础

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本研究揭示了海马与前额叶回路如何以类似认知地图的格式表征情绪概念。神经成像显示，海马体以结构化层级编码具体的情绪概念，而腹内侧前额叶皮层则精准追踪二维情感空间中的状态轨迹。计算建模表明，这种表征机制源于大脑对多时间尺度下情绪转换统计规律的学习。该发现证实人类组织抽象情绪知识的计算机制与空间导航高度相似，为理解认知计算与情感的神经交互提供了重要理论支撑。

图21

心智全景：核心综述精读

Nat Rev Psychol

Determinants of individual navigation ability

为什么有人总能找到路？

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本研究采用综述方法，整合虚拟现实实验、真实环境观察、大样本人群数据及脑成像结果，回答了“为何个体在导航能力上存在巨大差异”的问题。结果显示，年龄、成长环境、社会文化、生活方式及脑网络共同塑造导航表现，方向感并非单一能力，而是多维度、可塑性的认知过程，对健康老龄化与早期疾病识别具有重要意义。

Trends in Cognitive Sciences

The homogenizing effect of large language models on human expression and thought

Trends Cogn Sci | 认知的熵减：大模型如何通过同质化重塑全球思想版图

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本研究揭示大型语言模型（LLMs）正通过统计预测机制与对齐算法诱发人类表达与思维的同质化。机制上，模型捕获语料库中心趋势并利用递归反馈回路将标准化模式植入人类认知，导致语言风格、价值视角及推理逻辑向WEIRD常模收敛。这一“认知麦当劳化”趋势警示算法正通过抹平认知多样性，根本性地瓦解支撑集体智慧与创新的基石。

图24

学习记忆、决策与执行控制

Neuron

Temporal-orbitofrontal pathway regulates choices across physical reward and visual novelty

大脑如何权衡“新鲜感”与“真金白银”？揭示视觉新奇调控奖赏决策的神经机制

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本研究发现对视觉新奇性的预期能够显著提升大额初级奖励的主观偏好与动机水平。研究揭示了前腹内侧颞叶皮层至眶额皮质的神经环路在整合新奇性与物理奖励中起关键的因果作用。其中颞叶皮层主要负责表征新奇性预期信号，而眶额皮质则接收该输入并将其与物理奖励价值进行整合以指导主观偏好。这一发现阐明了腹侧视觉系统通过直接投射至前额叶皮层从而调控价值决策的底层结构与神经机制。

PNAS

Quantum-inspired entanglement between collaborating brains during human memory encoding

为什么能心电感应？中国科学家用“量子纠缠”揭开了协作大脑的隐藏连接！

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本研究创新性地提出量子启发纠缠模型，用于精准量化协作记忆编码过程中的脑间连通性。结果表明，相较于独立编码，协作显著增加了脑间对齐状态的概率，且该网络机制特异性地促进了基于熟悉度的记忆提取。此外，共情干预能够动态重塑这种脑间耦合模式及其与记忆表现的深层关联。该模型框架有效突破了传统脑同步指标易混淆真实社交互动与外部刺激驱动的局限，为阐明社会交互如何动态塑造人类记忆过程提供了全新的神经生理学理论视角。

Nature Communications

Activity in human dorsal raphe nucleus signals changes in behavioural policy

捡“芝麻”还是等“西瓜”？7T fMRI揭秘大脑在动态环境中决策的“表征扭曲”与策略转换

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本研究揭示了人类根据环境奖励分布动态调整行为策略的神经机制。背侧中缝核的活动特异性地表征了这种环境驱动的策略转变。同时背侧前扣带回和前脑岛负责跟踪并表征特定环境下的相对奖励价值。这些区域共同构成了一个皮层至皮层下的神经环路。皮层脑区负责构建依赖于情境的价值表征，而背侧中缝核则基于这些表征实施行为策略的更新。该成果深入解释了大脑灵活适应环境的过程，并更新了对血清素系统调控基本行为策略功能的传统认知。

Nature Neuroscience

Deconstruction of a memory engram reveals distinct ensembles recruited at learning

恐惧记忆是如何被写入的？海马体记忆印迹的精细拆解

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本研究利用高时间分辨率的f-FLiCRE 光遗传标记与操控方法，拆解了小鼠在情境性恐惧学习中的不同时间片段，回答了“究竟哪些时刻活跃的海马背侧CA1神经元才真正构成记忆印迹核心”的问题。结果显示，只有在受击与冻结阶段被招募的细胞群既足以人工唤起回忆，也对自然回忆必不可少；而电击前或非冻结期活跃的细胞则不具备这种作用。这表明恐惧记忆的写入并非平均记录所有活跃细胞，而是选择性地由特定亚群协同完成印迹的形成

图29

运动、发展与其他高级认知

PLOS Biology

The retrieval of previously learned motor memories is facilitated by the reinstatement of default mode network manifold structures

“肌肉记忆”藏在哪？默认网络DMN神经流形结构在运动记忆提取中的关键作用

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本研究揭示了人类运动记忆提取的系统级神经机制。研究发现，运动节省现象（即更快的重新学习）与初始学习阶段形成的大尺度皮层流形结构的重现密切相关。这种神经重现高度定位于默认网络，而非广泛分布于感觉运动皮层。机制上，默认网络通过灵活切换其跨网络功能连接状态来主导记忆的编码与提取，且在快速学习者中该重现特征尤为显著。该成果为运动领域的“记忆印迹”提供了人类系统级证据，确立了默认网络在跨情境灵活调用过往经验以指导未来行为中的核心枢纽作用。

Nature Neuroscience

Competitive interactions shape mammalian brain network dynamics and computation

Nature Neuroscience | 大脑网络中的“竞争与对抗”法则：全脑计算模型揭示大脑架构的底层逻辑

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本研究利用计算全脑模型跨物种揭示了哺乳动物大脑连接组的动态与计算基础。研究发现，能够忠实再现大脑活动的网络架构不仅依赖模块化的协同相互作用，还结合了弥散的长程竞争相互作用。机制上，这些竞争性连接优先存在于细胞构筑、基因组学及受体表达谱截然相反的脑区之间。这种竞争机制自发促生了更具协同性与层级性的神经动态变化，显著提升了脑网络在神经形态计算中的性能。该成果为深刻理解大脑解剖结构如何生成复杂功能动态并支持高效认知计算提供了关键的理论支撑。

Science

Lifelong behavioral screen reveals an architecture of vertebrate aging

贪睡的鱼儿命不长？Science 揭秘白日梦背后的衰老代价

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本研究利用机器学习构建行为时钟，发现非洲绿松石鳉鱼成年早期的活动模式与寿命高度相关：高活跃度及规律夜间睡眠预示长寿，而日间嗜睡者寿命较短。该行为差异映射了肝脏内蛋白质合成及细胞维护基因的表达特征。研究确立了脊椎动物衰老的非线性行为架构，证明行为是监测内在生理状态的关键窗口，为人类通过穿戴设备进行寿命早期预测及行为干预提供了重要转化前景。

编辑：PsyBrain 脑心前沿编辑部

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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