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A074 中科院心理所+天坛 | iEEG揭示大脑空间导航的协同新机制中科院心理所+天坛 | iEEG揭示大脑空间导航的协同新机制

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2025-10-07 ｜原文链接

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基本信息：

Title:Coordinated hippocampal–entorhinal representations support human context-dependent spatial navigation

发表时间：2025.9.17

Journal: PLOS Biology

影响因子：7.2

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研究背景

想象一个场景：在办公室，你的电脑通常放在窗边的办公桌上；而在家里，它则可能在卧室床边的书桌上。当你想找到电脑时，大脑会迅速“加载”对应的场景地图，如“办公室”或“家”，然后才能准确定位到电脑的位置。这个过程看似简单，却依赖于大脑内部导航系统的精密运作。但这个系统具体是如何区分不同场景（背景），又是如何锁定目标（物体），以及这两个过程是如何协同工作的呢？

长期以来，科学家们普遍认为，大脑中的海马体 (Hippocampus, HC) 负责编码我们所处的环境或“背景”信息，而其邻近的内嗅皮层 (Entorhinal Cortex, EC) 则更多地处理“物体”信息。然而，在人类大脑中，这两个区域究竟是如何在亚秒级的时间尺度上动态协作，共同引导我们完成一次成功的寻路导航，其神经机制仍不清晰。

为了揭开这个谜题，来自中国科学院心理研究所、首都医科大学北京天坛医院的研究团队，在《PLOS Biology》上发表了一项最新研究，利用颅内脑电图（iEEG）技术，以前所未有的高时空分辨率，揭示了人类在进行空间导航时，海马-内嗅皮层回路协同工作的神经机制。

核心发现与结论启示

研究团队招募了31名正在接受临床治疗的癫痫患者，并记录了他们在执行一项虚拟导航任务时，来自海马体和内嗅皮层的颅内脑电信号。在这项任务中，参与者需要在两个不同的虚拟环境（圆形和方形围墙）中，记忆并寻找两个相同物体在不同环境下的位置。

发现一：海马编码“背景”，内嗅皮层编码“物体”，分工明确。通过对大脑信号的精细分析，研究者发现了一个清晰的功能分离现象。当参与者在虚拟环境中移动时：

海马体 (HC) 的神经活动模式能够显著地区分参与者身处的是“圆形”环境还是“方形”环境，表现出强烈的背景表征的特点 (图2) 。
而内嗅皮层 (EC) 的活动模式则能清晰地分辨出参与者当前寻找的是哪一个物体 (图3) 。

这一发现为海马和内嗅皮层在空间记忆中的功能解离提供了直接的电生理学证据：海马负责“身在何处”，内嗅皮层负责“寻找何物”。

发现二：成功导航 = “背景”与“物体”信息的强强联合。更有趣的是，研究者发现，导航任务表现的好坏，并不仅仅取决于海马或内嗅皮层单方面的“努力”，而是两者协同作用的结果

只有当海马体对“背景”的表征，和内嗅皮层对“物体”的表征同时都很强时，参与者的导航才会更精准（即放置误差更小）(图4D) 。
如果海马体的背景信号很弱，那么即使内嗅皮层的物体信号再强，也无法有效提升导航的准确性。

这表明，准确的空间记忆提取，依赖于大脑对背景信息和目标信息的整合。内嗅皮层的物体信息必须在海马体提供的正确“地图”上，才能发挥指引作用。

发现三：低频振荡（2-8 Hz）是实现信息表征与沟通的“通用语言”。那么，海马和内嗅皮层之间是如何沟通与协作的呢？研究发现，上述的背景和物体表征，主要都是由低频神经振荡（2-8 Hz，即theta波段）驱动的。

当研究者在分析中“屏蔽”掉2-8 Hz的信号后，海马的背景表征和内嗅皮层的物体表征都显著减弱了 (图5A, 5B) 。
更关键的是，海马与内嗅皮层之间在低频段的，同步性越强，内嗅皮层对物体的表征也越强 (图5E) 。

这一系列发现共同揭示了一个精妙的神经机制：在情景依赖的空间导航中，大脑通过低频振荡（2-8 Hz）这一“通用语言”，不仅在海马和内嗅皮层内部各自编码了背景和物体信息，还利用跨区域的低频同步，实现了两者之间的信息整合，从而共同引导了成功的记忆提取和寻路行为。这项研究为我们深入理解人类记忆和空间导航的底层神经回路提供了新的见解。

核心图片

Fig 1. Navigation task and behavioral results.

Fig 2. Context representations in HC.

Fig 3. Object representations in EC.

图10

Fig 4. Coordination of HC context and EC object representations.

图11

Fig 5. Low-frequency dependence of HC context and EC object representations.

图12

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图13

本文解读基于：Coordinated hippocampal–entorhinal representations support human context-dependent spatial navigation，Doi：10.1371/journal.pbio.3003398。核心图表、方法细节、统计结果与讨论见原文及其拓展数据。

分享人：天天

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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