北京師范大學(xué)最新Cell

Piaget的理論指出，兒童會(huì)形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)框架，用于推斷和吸收新的信息，但其背后的神經(jīng)機(jī)制仍不清楚。

2026年3月25日，北京師范大學(xué)柳昀哲團(tuán)隊(duì)（瞿宇堃為第一作者）在Cell在線發(fā)表題為“Development of non-spatial grid-like neural codes tracks inference and intelligence”的研究論文，該研究在 203 名年齡在 8 至 25 歲之間的參與者中，研究了二維知識(shí)圖譜的成熟如何支撐推理和知識(shí)吸收。

內(nèi)嗅皮層（EC）中的網(wǎng)格細(xì)胞樣編碼隨著年齡的增長(zhǎng)而增強(qiáng)，反映了在非空間概念空間中的模式表示，并預(yù)測(cè)了推理能力的提高。這些網(wǎng)格狀編碼還支持內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）對(duì)二維圖譜上物體之間距離關(guān)系的編碼。當(dāng)參與者吸收新信息時(shí)，它們會(huì)將其整合到 EC 中的現(xiàn)有網(wǎng)格模式中。此外，這些神經(jīng)編碼的成熟與現(xiàn)實(shí)世界中的智力測(cè)量指標(biāo)（尤其是推理能力）相吻合。總之，該研究結(jié)果表明，非空間的網(wǎng)格狀神經(jīng)編碼為認(rèn)知發(fā)展提供了一種機(jī)制性的解釋，將心理學(xué)理論與認(rèn)知地圖的基本細(xì)胞表征聯(lián)系起來。

隨著年齡的增長(zhǎng)，我們對(duì)世界的理解會(huì)愈發(fā)深刻。起初，我們可能只是將事實(shí)視為孤立的個(gè)體信息。隨著我們逐漸成熟，我們不再僅僅關(guān)注概念本身，還會(huì)思考它們之間是如何相互關(guān)聯(lián)從而形成更廣泛的知識(shí)圖譜的。這種逐漸形成的結(jié)構(gòu)幫助我們推斷概念之間的關(guān)系，包括那些未直接觀察到的關(guān)系，最終使我們能夠在相同的框架內(nèi)吸收新的概念。這種被稱為認(rèn)知圖譜或模式的有組織的知識(shí)會(huì)隨著我們從童年到成年的成長(zhǎng)經(jīng)歷而經(jīng)歷“智力進(jìn)化”。這構(gòu)成了人類認(rèn)知的重要基礎(chǔ)。然而，控制其發(fā)展的神經(jīng)機(jī)制在很大程度上仍未得到探索。

有兩種方法可以構(gòu)建結(jié)構(gòu)化知識(shí)。第一種方法是建立概念之間的聯(lián)系，這樣我們就能在推斷概念間關(guān)系時(shí)確定它們之間的差異程度。這種“距離編碼”表示方式，類似于一種特定的地圖，可以從經(jīng)驗(yàn)中發(fā)展出來，例如形成后續(xù)表示。另外，也可以從不同的經(jīng)歷中概括出一個(gè)通用的抽象結(jié)構(gòu)，類似于一個(gè)模式。二維（2D）空間是一種有用的操作化方法來研究這種模式，因?yàn)槠涞讓拥纳窠?jīng)機(jī)制——格子細(xì)胞系統(tǒng)——已經(jīng)得到了很好的描述。

文章模式圖（圖源自Cell）

內(nèi)嗅皮層（entorhinal cortex，EC）中的格子細(xì)胞以六邊形模式放電，并在不同環(huán)境中將這種模式推廣開來。這與海馬體中的位置細(xì)胞的表示方式不同，后者編碼特定的地圖并在不同環(huán)境中進(jìn)行重新映射。這適用于物理空間和任意的概念空間。在認(rèn)知發(fā)展方面，例如，Piaget認(rèn)為兒童在 7 或 8 歲左右開始推斷傳遞性排序。一個(gè)關(guān)鍵的問題在于：這種推理能力究竟是源于構(gòu)建特定的圖示表征，還是源于形成更通用的概念——即一種模式？

一旦確立了某種模式，吸收新知識(shí)的過程就會(huì)發(fā)生變化。不再是從頭開始構(gòu)建新的地圖，而是可以將局部調(diào)整納入現(xiàn)有的框架之中。這種吸收機(jī)制始于童年時(shí)期，并貫穿一生，有助于認(rèn)知的持續(xù)發(fā)展。動(dòng)物研究表明，內(nèi)側(cè)前額葉皮層（medial prefrontal cortex，mPFC）在將新線索與已知環(huán)境聯(lián)系起來方面起著關(guān)鍵作用，能夠?qū)崿F(xiàn)快速吸收。在這種情況下，現(xiàn)有的模式表示應(yīng)保持穩(wěn)定。

該研究探究了隨著年齡的增長(zhǎng)新知識(shí)的吸收是如何發(fā)展的，特別是概念模式形成之后。這個(gè)問題尤其引人關(guān)注，因?yàn)槌掷m(xù)到成年的mPFC被認(rèn)為在知識(shí)的積累中起著關(guān)鍵作用。研究人員提出這樣的假設(shè)：有效的同化過程取決于新信息與現(xiàn)有認(rèn)知模式的契合程度，而mPFC的參與則反映了這一過程具有年齡相關(guān)性。

參考消息：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(26)00266-7