在現(xiàn)實(shí)生活中，我們常常需要從有限的直接經(jīng)驗(yàn)中舉一反三，推斷出尚未經(jīng)歷過的情境的價(jià)值。例如，看到朋友吃了某家餐廳后滿意而歸，我們便能推斷自己下次去也可能有良好體驗(yàn)。這種“基于模型的學(xué)習(xí)”能力是人類認(rèn)知的核心，但大腦如何在海量可能性中篩選出最值得學(xué)習(xí)的信息，一直是個(gè)謎。此前研究已知海馬體在記憶和規(guī)劃中起關(guān)鍵作用，但其具體機(jī)制尚不明確。

2026年4月9日，北京師范大學(xué)柳昀哲團(tuán)隊(duì)在神經(jīng)科學(xué)頂級(jí)期刊《Neuron》上發(fā)表題為“Human hippocampal ripples prioritize model-based learning”的研究論文。該研究通過顱內(nèi)腦電記錄和強(qiáng)化學(xué)習(xí)任務(wù)，揭示了人類海馬體的“漣漪”信號(hào)如何優(yōu)先處理高價(jià)值的間接經(jīng)驗(yàn)，并與前額葉皮層協(xié)同完成高效學(xué)習(xí)。值得一提的是，上月柳昀哲團(tuán)隊(duì)剛在Cell發(fā)表研究長文，詳細(xì)報(bào)道見：

研究團(tuán)隊(duì)招募了31名植入深度電極的癲癇患者，讓他們完成一個(gè)三臂強(qiáng)化學(xué)習(xí)任務(wù)。每個(gè)“手臂”對(duì)應(yīng)兩條路徑，路徑最終匯合到兩個(gè)終點(diǎn)狀態(tài)，且終點(diǎn)狀態(tài)的獎(jiǎng)勵(lì)概率隨時(shí)間隨機(jī)變化。參與者需要從直接經(jīng)驗(yàn)（自己選擇的路徑）和間接經(jīng)驗(yàn)（同終點(diǎn)下未選擇的路徑）中學(xué)習(xí)。通過計(jì)算模型，研究者定義了“優(yōu)先級(jí)”——即某條間接路徑值得學(xué)習(xí)的程度，由該手臂出現(xiàn)的頻率（需求）和終點(diǎn)獎(jiǎng)勵(lì)的意外程度（增益）共同決定。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)，海馬體在收到獎(jiǎng)勵(lì)后會(huì)產(chǎn)生高頻的“漣漪”事件（70-180赫茲）。令人驚訝的是，漣漪的發(fā)生率并非簡單地由獎(jiǎng)勵(lì)大小決定，而是與學(xué)習(xí)優(yōu)先級(jí)高度相關(guān)：當(dāng)起始手臂較為罕見（優(yōu)先級(jí)高）時(shí)，獎(jiǎng)勵(lì)后海馬漣漪的發(fā)生率顯著更高。更重要的是，漣漪的持續(xù)時(shí)間也編碼了優(yōu)先級(jí)信息——長時(shí)程漣漪在高優(yōu)先級(jí)試次中更為常見，而短漣漪則沒有這種區(qū)別。這表明，海馬漣漪像一位“智能調(diào)度員”，優(yōu)先處理那些最有價(jià)值的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，海馬漣漪為皮層重激活提供了精準(zhǔn)的時(shí)間窗口。在獎(jiǎng)勵(lì)后約420-740毫秒的漣漪高峰期，大腦外側(cè)額極皮層（LFPC）的活動(dòng)顯著增強(qiáng)，并且該區(qū)域開始編碼間接經(jīng)驗(yàn)的優(yōu)先級(jí)信息。通過神經(jīng)解碼技術(shù)，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)高優(yōu)先級(jí)未選擇路徑的神經(jīng)表征在漣漪期間被選擇性增強(qiáng)，而低優(yōu)先級(jí)路徑則沒有這種待遇。這種重激活差異僅在漣漪窗口內(nèi)出現(xiàn)，窗口外則消失。

令人驚嘆的是，LFPC與海馬漣漪的這種協(xié)同活動(dòng)直接預(yù)測了參與者的學(xué)習(xí)效率。那些在漣漪期間LFPC激活更強(qiáng)的個(gè)體，其行為上的“混淆參數(shù)”更低——即他們能更清晰地區(qū)分不同任務(wù)結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出更好的基于模型的學(xué)習(xí)能力。而如果只分析海馬漣漪本身而不考慮LFPC，則無法預(yù)測這種學(xué)習(xí)提升。這形成了一個(gè)關(guān)鍵的雙重分離：海馬漣漪支持簡單的直接學(xué)習(xí)，而海馬-LFPC協(xié)同活動(dòng)則支持復(fù)雜的間接學(xué)習(xí)。

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