路径分离:大脑如何区分内部心像与真实空间感知

编辑者: Elena HealthEnergy

最近的神经科学研究揭示了人类大脑处理空间信息的根本差异:即区分来源于外部世界的感知信息与由内部心像所创造的信息。巴黎高等师范学院(École normale supérieure, Paris)的安东尼·克莱芒(Anthony Clement)和凯瑟琳·塔隆-博德里(Catherine Tallon-Baudry)领导的团队,于2025年10月8日在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上发表了一项具有里程碑意义的研究成果。该研究明确指出,大脑在进行心像化(mental visualization)和直接视觉感知时,所调用的神经机制是截然不同的。

在精心设计的实验中,研究人员要求参与者操作一幅法国的心理地图,任务是判断两个指定城市中哪一个距离巴黎更近。对参与者大脑活动的记录清晰地揭示了两种处理模式的明确分离:当进行外部视觉感知时,与处理外部刺激密切相关的后部脑区,特别是枕叶和顶叶区域,表现出高度激活;然而,当参与者调用内部想象的地图时,神经活动的重心则显著转移到了大脑前部的额叶区域。这一发现有力地证实了,无论是处理内部心像还是外部图像,大脑都采用了不同的神经过程级联进行处理,如同两条互不干涉的独立路径。

正如克莱芒所强调的那样,内部的“心之眼”并非简单地重复常规视觉机制的运作。这种明确的界限对于理解感知现实世界及其内部模拟之间的生物学基础至关重要——而内部模拟正是人类学习、规划和经验积累的基石。大脑的这种“分道扬镳”的能力,深刻地影响着我们如何构建和理解周围的环境,以及如何在没有外部刺激的情况下进行思考和推理。

深入了解这些处理路径的差异,为认知疗法以及沉浸式技术的开发开辟了广阔的前景,例如从高拟真的虚拟现实(VR)系统到专业的注意力训练系统。进一步的神经生物学研究也佐证了这些过程的内在复杂性:视觉图像的生动性主要与后方的枕叶皮层相关,而准确的空间表征则要求将信息与基于生活经验形成的三维参考系进行关联和校准。大脑展现出惊人的适应能力,它为导航外部世界和内部世界采用了不同的“路线图”,这无疑为探索人类心智的巨大潜能开启了新的篇章,预示着未来在人机交互和认知增强领域可能取得突破性进展。

来源

  • Neuroscience News

  • Shaping the Space: A Role for the Hippocampus in Mental Imagery Formation

  • Where is the “where” in the brain? A meta‐analysis of neuroimaging studies on spatial cognition

  • Visual imagery of familiar people and places in category selective cortex

  • Functional Anatomy of Spatial Mental Imagery Generated from Verbal Instructions

  • Brain representations of space and time in episodic memory: A systematic review and meta-analysis

你发现了错误或不准确的地方吗?

我们会尽快考虑您的意见。