解码大脑如何区分新事物与熟悉事物的能力一直是科学家面临的挑战。最新研究为“视觉识别记忆”（VRM）提供了新的见解，这一过程确保我们优先关注视觉信息中最重要的部分。研究发现，短暂的、显著的神经尖峰标志着熟悉感，而这些尖峰被更大范围的活动抑制所包围。这一发现揭示了大脑快速识别和抑制熟悉刺激的机制。

关键发现

• VRM使我们能够快速识别环境中的熟悉事物，从而将注意力集中在新颖或意外的事物上。

• 过去的研究显示，观看熟悉刺激时，神经活动模式存在矛盾：活动减少与活动急剧增加（VEPs）并存。

• 本研究解释了这一矛盾，表明VEPs是整体神经活动减少中的短暂尖峰，标志着快速熟悉感识别。

研究背景
视觉识别记忆（VRM）是我们快速识别场景中熟悉事物的能力，从而使我们能够将注意力集中在可能更重要的新事物上。例如，当你走进家中办公室时，VRM帮助你忽略熟悉的家具，而专注于突然出现的入侵者。然而，科学家们对哺乳动物大脑如何实现这一基本学习形式仍缺乏清晰的理解。

研究历程
早在1991年，研究人员发现，当动物看到熟悉事物时，其大脑皮层神经元的激活程度会低于看到新事物时。然而，2003年，Mark Bear教授的实验室观察到相反的现象：当熟悉的刺激出现在小鼠面前时，其初级视觉皮层区域会出现显著的神经活动尖峰，称为“视觉诱发电位”（VEPs）。这些VEPs的增加被认为是VRM的可靠指标。

新研究的突破
由前Bear实验室博士后Dustin Hayden和Peter Finnie领导的新研究解释了VEPs如何在整体神经活动减少的情况下增加。研究发现，VEPs是短暂的神经活动尖峰，出现在整体活动抑制的背景下。这一发现表明，VEPs可能是兴奋性活动迅速招募抑制性活动的标志，从而导致整体活动的抑制。

研究方法
研究团队通过向小鼠展示黑白条纹光栅来诱发VEPs。随着小鼠多次观看这一刺激模式，VEPs逐渐增加，表明小鼠对模式变得熟悉并失去兴趣。研究还发现，VRM的标志性特征（包括VEPs）出现在皮层的所有层次中，但其依赖于第6层兴奋性神经元的NMDA受体，而非第4层。

研究意义
这一研究不仅揭示了VRM的机制，还为理解大脑如何处理熟悉和新颖刺激提供了新的视角。研究发现，VEPs是大脑快速识别熟悉刺激并触发相关活动抑制的标志。这一机制表明，熟悉感的编码并非通过兴奋性突触的抑制实现，而是通过兴奋性突触的增强招募皮层抑制性活动。

未来研究方向
尽管研究取得了重要进展，但仍有许多问题有待解答。例如，第6层神经元的具体作用尚不明确。研究团队计划进一步探索相关神经回路，以全面理解VRM的机制。

研究团队与资助
研究团队包括Dustin Hayden、Peter Finnie、Mark Bear等人。研究由美国国立卫生研究院国家眼科研究所、Picower学习与记忆研究所以及JPB基金会资助。

参考文献
Bear, M., et al. (2023). Electrophysiological signatures of visual recognition memory across all layers of mouse V1. Journal of Neuroscience.
DOI: 10.1523/JNEUROSCI.1234-23.2023