婴儿在2个月时腹颞皮层已有丰富的视觉类别

婴儿以群组方式看世界

成年人环顾四周时，能轻松地把所见事物划分为有意义的类别：人、动物、工具、家具等。本研究表明，即便是年龄只有2个月的婴儿，他们大脑中已经存在出乎意料的丰富类别结构。远在他们能够说话、指认甚至视力完全清晰之前，婴儿的视觉系统就已经在把世界组织成类似于成人乃至现代人工智能系统中的类别群。

窥视新生儿大脑

为了揭示这种心理分类何时开始，研究者使用功能性磁共振成像(fMRI)记录了100多名大约2个月大、清醒婴儿的脑活动，并对其中一部分在9个月时进行了复测，同时加入了成年人对照组。受试者在扫描时观看一系列简单图片：动物（如猫和鸟）、日常小物件（如杯子和玩具）以及大型物体（如树或购物车）。通过细致追踪大量微小脑组织区域的活动模式，研究团队不仅能判断大脑是否有反应，还能判断它对不同类型事物的反应是否系统性地不同。

早期的大脑区域已经知道“这是什么”

研究重点是腹侧视觉通路——位于大脑底侧的一组区域，成人中负责识别我们所看到的事物。科学家们考察了每对图像之间大脑活动模式的相似性与差异，构建了一种视觉关系的“地图”。令人吃惊的是，在仅仅2个月大时，婴儿在高级腹侧区域就已对单个物体和广义类别表现出不同的活动模式。他们的地图与成人的相似度远高于预期，尽管婴儿的视力和对世界的经验仍然非常有限。婴儿的大脑已经按有生命与无生命来分组，并且把无生命物体进一步区分为可手持的小物件和需要移动或坐进去的大型物体。

并非简单的自下而上构建

一种长期存在的观点认为视觉发育是由简单到复杂进行：早期脑区首先调谐到尺寸或颜色等基本特征，之后更高层的区域才在这些构件之上建立类别。本研究对这一图景提出了挑战。研究者发现，从2个月起，低级特征（如形状和大小）与高级区分（如生命性和真实世界尺寸类别）同时在视觉通路中出现。虽然早期区域随年龄变得更专门化于基本特征，腹颞皮层却在非常早期就强调类别结构，随后对其进行细化。相比之下，成人中侧向的一个与物体识别相关的区域在婴儿中落后，表现出微弱且不可靠的类别信号，尽管更“先进”的腹侧区域已经活跃。

婴儿大脑与人工网络一致

为了更好地理解可能支持这种早期分类的视觉信息类型，研究团队将婴儿的大脑活动模式与经过图像识别训练的深度神经网络中的模式进行了比较。他们测试了随机连接的未训练网络以及从数百万张图片中学到知识的完全训练网络，并使用不同的学习规则。婴儿的大脑活动与训练过的模型（包括那些在没有显式标签下学习的版本）的吻合度远高于未训练模型。这表明婴儿的视觉表征，即便在2个月大时，也依赖于可以从日常视觉经验统计中提取的复杂特征——这与成功的人工智能视觉系统的工作方式相似。

这对早期心智意味着什么

综合来看，这些发现描绘出婴儿大脑远非一块白纸的图景。在2个月大时，婴儿已经拥有一种丰富的内部模板，能将动物与物体区分开来，并把可抓握的小物件与更大的结构分开。这种结构似乎并非简单地按前到后的分步层级构建；相反，高级视觉区域在早期就已就绪，随后随着孩子看到更多世界而变得更为精细。这些早期的类别地图可能形成了后续能力（例如理解词汇、动作与概念）建立的隐性基础。

引用: O’Doherty, C., Dineen, Á.T., Truzzi, A. et al. Infants have rich visual categories in ventrotemporal cortex at 2 months of age. Nat Neurosci 29, 693–702 (2026). https://doi.org/10.1038/s41593-025-02187-8

关键词: 婴儿视觉, 视觉分类, 大脑发育, 腹侧视觉皮层, 深度神经网络