感觉编码与记忆检索与人脑中传播波协调

为什么我们游移的注意力可能是特性而非缺陷

每隔几秒，你的注意力就会漂移：一会儿你在感知周围的视觉和声音，下一刻你又在回放一段记忆或规划明天。这项研究表明，这种心理切换不仅仅是白日梦，而是由缓慢、类波的模式驱动，这些模式在大脑中横扫。这些波似乎在协调我们何时最擅长吸收外界新信息，何时最善于从记忆中提取信息。

静息大脑中的缓慢潮汐

即便我们静坐并睁着眼睛，大脑活动也会在缓慢地起伏。利用来自大样本人群的脑成像数据，研究者发现这些起伏并非随机闪烁。相反，它们形成了从处理触觉、运动和视觉的区域出发、向被统称为“默认模式”网络的更深、更内向的区域传播的波。在小鼠个别神经元水平也观察到类似的波动，这提示这可能是哺乳动物大脑的一种基础工作节律。

将脑波、觉醒与瞳孔联系起来

为了解这些波可能的作用，研究团队跟踪了瞳孔大小的细微变化，这是观察瞬时觉醒状态的便捷窗口。在小鼠和人类中，瞳孔的短时扩张与大范围、涉及全脑的事件同步。在小鼠中，这些事件表现为“尖峰级联”，多数记录到的神经元按一定顺序集体放电。在人类中，它们表现为从感觉运动区向默认模式网络及相关深部结构缓慢传播的fMRI波。这种时间上的一致性表明，可能有一个共同的觉醒系统在为这些全脑节律设定节拍。

从脑扫描中读取思维

接着，研究者探究这些波是否影响大脑对所见事物的编码质量。他们利用一个大规模数据集，志愿者在核磁共振扫描仪中观看了数千张自然图像。使用现代人工智能模型，他们训练了一个解码器，该解码器以每个人对图像的脑反应为输入，生成该图像的文字说明。当解码出的说明与真实说明高度一致时，团队将该次试验视为该人的大脑已准确捕捉到该图像的含义。

当“看见”最优时，记忆暂缓——反之亦然

由于实验中每张图像都展示了三次，团队可以同时测量该图像最初被存储的效果以及随后被识别的效果。他们发现，这些能力随着每个慢波在上升与下降。当波处于外侧感觉运动区域最为活跃的相位时，解码器表现最佳，人们更可能形成对新图片的持久记忆。在同一波的后期，当默认模式及与记忆相关的区域（包括海马体）最为活跃时，人们在识别曾见过的图像方面表现更好，而对新图片的编码则减弱。小鼠中的匹配分析也显示出感觉编码强化与与记忆回放相关事件之间的类似交替。

吸收与重放经验的共同节律

对于非专业读者而言，关键结论是大脑似乎运行于一种缓慢的内部时钟，每隔几秒在两种互补模式间切换：一种优化于吸收外界信息，另一种则调谐于调用存储的记忆。这些切换以波的形式从面向外部的脑区向内向的脑区传播，并与觉醒的微妙变化相关。与其说这种亚慢节律干扰思维，不如说它有助于大脑在从当下学习与回顾过去之间取得平衡——这一平衡可能影响日常注意力、学习、睡眠，甚至记忆障碍。

引用: Yang, Y., Leopold, D.A., Duyn, J.H. et al. Sensory encoding and memory retrieval are coordinated with propagating waves in the human brain. Nat Commun 17, 2343 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69068-x

关键词: 脑电波, 记忆, 感觉处理, fMRI, 觉醒