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P098 最新 Curr Biol | 大脑“走捷径”: 猕猴V4区失活研究揭示视觉学习的“偷懒”智慧

来源：公众号 PSY-Brain_Frontier ｜发布：2025-09-25 ｜原文链接

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基本信息

Title:Inactivation of primate cortex reveals inductive biases in visual learning

发表时间：2025.9.5

Journal: Current Biology

影响因子：7.5

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研究背景

从分辨新款手机和旧款的微小差异，到学会识别两种长相相似的鸟类，我们的大脑似乎能毫不费力地掌握新技能。这种 “知觉学习”背后，大脑究竟是如何变化的？

传统的观点认为，大脑像一台超级计算机，通过精细调整亿万个神经元之间的连接权重来学习，这个过程虽然强大，但耗时耗力。然而，另一种更有趣的假说认为，大脑可能是一位聪明的“策略家”，它并不总是追求完美，而是倾向于使用更简单、更高效的学习法则——即神经元对某一类相似特征的图形/图案产生整体编码，。

最近，一项发表在 Current Biology上的研究，通过巧妙的实验设计，为后一种假说提供了有力证据。研究者们聚焦于大脑中一个对形状感知至关重要的脑区——V4区。他们发现，该脑区内的神经元群体对“圆形”图案会产生比对“放射状”图案更强烈的整体激活。这个天然的“偏好”（即表征偏好），有可能是大脑学习时可利用的“捷径”。

省流总结

这项研究通过分阶段训练猕猴，并暂时性地“关闭”其V4脑区，揭示了大脑在学习时动态切换策略的惊人智慧。

第一阶段（简单模式）：大脑学会“走捷径”

研究者首先训练猕猴分辨V4脑区天生偏好的“圆形”和不偏好的“放射状”图案。训练完成后，当他们暂时抑制V4脑区活动时，一个戏剧性的结果出现了：猕猴突然“看不见”圆形了，在任务中顽固地偏向于选择放射状图案。这有力地证明，大脑学会了一个非常简单的规则：只要V4的神经元活动“音量”高，那就是圆形；“音量”低，那就是放射状。这是一种高效但脆弱的“标量读出”（scalar readout）策略。

第二阶段（困难模式）：捷径失效，大脑切换复杂策略

接着，研究者换了一组V4脑区没有明显偏好的新图案（高空间频率光栅）来训练猕猴。此时，再抑制V4脑区，对猕猴的表现几乎没有影响。这说明，当“捷径”失效时，大脑学会了绕开V4，采用了其他更复杂的策略。更有趣的是，当猕猴带着这个新学会的“复杂策略”回头再做最初的“简单任务”时，抑制V4不再导致偏好，而是对两种图案的识别能力都造成了普遍下降。这表明，大脑已经从依赖整体“音量”的简单策略，切换到了一个需要仔细分辨不同神经元信号的“分布式读出”（distributed readout）策略。

最终阶段：对“简单”的执着偏爱

在最后，研究者将一只猕猴重新训练，只做最初的“简单任务”。结果发现，大脑迅速抛弃了之前辛苦学来的复杂策略，重新捡起了最初那个简单高效的“捷径”。再次抑制V4，猕猴的行为又变回了第一阶段那样，对圆形“视而不见”。

这项研究揭示了大脑学习的一个深刻原理：它具有强烈的“简单化偏见”（simplicity bias）。大脑并非一味地累积更复杂的技能，而是一个机会主义的“极简主义者”。在解决问题时，它会优先寻找并利用那些虽然不完美但足够高效的“捷径”。一旦有捷径可走，它会毫不犹豫地放弃那些更耗费心力的复杂方法。这种“偷懒”的智慧，或许正是生物大脑在漫长进化中形成的、平衡效率与能耗的核心计算原则。