海马-前额叶系统构建情绪知识的认知地图:多层次抽象表征的神经机制

时间:2026年1月27日
来源:Nature Communications

编辑推荐:

【编辑推荐】情绪体验如何形成结构化知识?本研究针对情绪表征的神经机制难题,通过fMRI技术发现海马-前额叶回路通过多层次抽象表征情绪概念:海马体构建层次化情绪概念表征,vmPFC精准追踪二维情感空间坐标。计算模型揭示跨时间尺度的情绪转换统计规律可预测神经活动,为情绪认知地图理论提供实证支持。

广告
   X   

当我们经历喜怒哀乐时,大脑不仅处理着即时的身体反应和主观感受,更在构建一种超越具体情境的情绪知识体系。尽管心理学研究早已发现人类通常用效价(valence)和唤醒度(arousal)这两个维度来组织情绪体验,但大脑究竟如何实现这种结构化表征的神经机制始终迷雾重重。近年来,科学家们注意到海马-前额叶回路在构建空间记忆和情景记忆的"认知地图"中发挥关键作用,这引发了一个有趣的联想:这套擅长抽象表征物理空间关系的神经机制,是否也会被用来绘制情绪世界的"认知地图"?
为解开这一谜题,发表于《Nature Communications》的最新研究开展了一项创新性探索。研究人员让受试者在功能磁共振成像(functional MRI,fMRI)扫描仪内观看情感丰富的电影片段,通过记录大脑活动模式,首次揭示了海马-前额叶系统确实以地图式的方式表征情绪知识,且这种表征存在于多个抽象层次。
在技术方法层面,本研究主要依托三个关键技术:首先采用自然情境下的情绪诱发范式,通过呈现电影片段模拟真实情绪体验;其次运用高分辨率功能磁共振成像技术采集全脑神经活动数据;最后构建计算模型分析跨时间尺度的情绪转换统计规律与神经活动的对应关系。
海马体构建情绪概念的层次化表征
通过分析海马体对不同情绪电影片段的响应模式,研究人员发现该脑区的活动呈现出明显的层次化结构。具体而言,海马体不仅区分不同效价(积极/消极)的情绪内容,还能进一步细化表征同一效价维度内的情绪子类别。这种层级式的组织方式表明,海马体可能作为情绪知识的"索引系统",将具体的情绪体验抽象为不同粒度层次的概念表征。
前额叶皮层精准映射二维情感空间
与海马体的层次化表征形成对照,腹内侧前额叶皮层(ventromedial prefrontal cortex,vmPFC)的活动更精确地对应着经典的情感二维空间坐标。数据分析显示,vmPFC的神经活动模式能够准确追踪情绪刺激在效价-唤醒度空间中的具体位置,表明该脑区可能负责将抽象的情绪概念"锚定"在统一的情感坐标系中。
跨时间尺度的统计规律预测神经活动
研究团队进一步通过计算建模发现,海马-前额叶回路对情绪电影的反应模式并非随机出现,而是可以通过分析不同时间尺度上情绪状态转换的统计规律进行预测。这一结果提示,大脑可能通过提取情绪体验中的统计规律性,构建出能够适应多种情境的情绪认知地图。
这项研究的结论部分明确指出,海马-前额叶系统通过分工协作实现了情绪知识的多层次表征:海马体负责构建情绪概念的层次化结构,而vmPFC则专注于在二维情感空间中精确定位。这种地图式的表征机制使得大脑能够将具体的情感体验抽象为灵活可用的知识,既保留了个体情绪体验的特异性,又形成了可跨情境推广的情绪概念框架。
在讨论环节,作者强调这一发现不仅将"认知地图"理论从空间导航领域扩展至情绪认知范畴,更重要的是为理解情感障碍的神经基础提供了新视角。如果情绪知识的组织确实依赖于海马-前额叶回路的地图式表征,那么该系统的功能异常可能导致情绪概念体系的混乱,这或许是抑郁症、焦虑症等精神疾病患者出现情绪调节困难的根本原因之一。该研究通过揭示情绪知识表征的神经机制,为未来开发针对情感障碍的新型干预策略奠定了理论基础。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有