本文来自微信公众号： 神经现实 ，作者：NR
几十年来，神经科学始终建立在一个几乎不言自明的前提上：大脑需要稳定的神经编码。某些神经元负责识别特定形状，某些细胞对应空间位置，还有一些参与动作控制。换句话说，如果外部世界没有改变，那么大脑内部负责表征这些信息的神经元，也应该保持相对稳定。正因为如此，人类才能持续识别同一张脸、记住同一个地点，并维持稳定的行为与记忆。
但过去十多年里，一系列研究却逐渐动摇了这一经典图景。
2012年，哈佛大学博士生劳拉·德里斯科尔（Laura Driscoll）开始追踪小鼠大脑中的单个神经元活动。她原本只是想验证一个“稳定基线”——观察哪些神经元会在小鼠执行同一任务时持续保持相同响应。实验中，小鼠需要在虚拟迷宫中反复导航，而研究人员则长期记录其顶叶皮层中的神经活动。按传统理论推测，只要任务不变，负责编码迷宫位置的神经元就应该长期稳定。
结果却出乎意料。第一天在迷宫某个位置强烈放电的细胞，几周后可能几乎不再响应；而原本沉默的神经元，却开始对同样位置产生激活。更关键的是，小鼠本身并没有发生明显变化，它们仍在走相同路线、完成相同任务，行为表现始终稳定。变化的，只有神经元本身的活动模式。
德里斯科尔后来回忆，当时她几乎以为实验出现了严重错误，因为结果“完全违背了所有人的预期”。
2017年，这项研究发表后，一个后来被称为“表征漂移”（representational drift）的概念开始受到广泛关注。所谓“漂移”，指的是神经元对同一刺激、同一行为乃至同一环境的响应方式，会随着时间持续变化。也就是说，大脑内部的神经编码并不像人们想象中那样固定，而更像一个不断重组的动态系统。
这一发现之所以引发巨大震动，是因为它挑战了现代神经科学许多最核心的理论基础。20世纪50年代，大卫·休贝尔（David Hubel）与托斯滕·维泽尔（Torsten Wiesel）发现视觉皮层中的神经元会对特定方向和形状产生选择性响应，这一工作奠定了“功能特异性神经元”的经典模型。随后，约翰·奥基夫（John O’Keefe）提出“位置细胞”理论，认为海马体中的某些神经元会在动物位于特定空间位置时激活。后来，“记忆痕迹（engram）”理论进一步认为，记忆会以稳定神经元群体的形式储存在大脑中。甚至已有实验表明，人工刺激特定海马神经元，可以重新唤起对应记忆，而抑制这些细胞则会削弱记忆提取。
因此，“漂移”的出现，似乎触及了一个根本问题：如果负责记忆和感知的神经元一直在变化，那么记忆本身究竟储存在什么地方？
事实上，在德里斯科尔之前，已经有研究者隐约观察到类似现象。2000年代初，挪威科维理系统神经科学研究所的克利福德·肯特罗斯（Clifford Kentros）在长期记录海马体活动时，也发现神经元对空间位置的响应会随时间改变。他最初同样认为这是实验误差，但即使重复实验，这种不稳定性依然存在。肯特罗斯后来形容，大脑“并不像你以为的那样运作”。
随着技术进步，越来越多研究开始在不同脑区观察到类似现象。除了海马体之外，视觉皮层、嗅觉皮层等区域也出现了表征漂移。例如，在负责气味处理的梨状皮层中，研究人员发现，一个月后，小鼠神经活动模式已经与最初几乎无法对应。
这尤其令人困惑，因为嗅觉识别通常被认为需要极稳定的神经编码。如果神经元一直变化，大脑为何仍能稳定识别“咖啡味”或“烟味”？
随着越来越多证据积累，神经科学界开始逐渐接受：漂移可能并非实验误差，而是大脑真实存在的性质。与此同时，新的问题也变得更加复杂。如果神经元活动一直在变，人类又为何能维持稳定的感知、行为与身份认同？
目前，一个重要观点认为，真正稳定的，也许是整个神经元群体形成的整体结构。德里斯科尔最早的研究其实已经显示，虽然单个神经元会不断改变响应方式，但更高层级的群体活动模式却相对稳定。这种观点意味着，大脑可能比传统模型更加“分布式”。记忆、认知和感知，并不是由某个固定神经元承担，而是由一个持续流动、不断重组的网络共同维持。
那么，这种漂移本身是否具有功能？
其中一个重要方向与“时间”有关。部分科学家认为，漂移可能帮助大脑为记忆打上时间标签。例如，当小鼠在短时间内连续经历两个事件时，大脑往往会使用相似神经元群体来编码这些经历；但如果两个事件相隔较久，则会调用不同细胞群体。研究者认为，这种逐渐变化的神经表征，可能帮助大脑区分“刚刚发生”和“很久以前”的事件。
还有研究者认为，漂移可能与记忆更新机制有关。因为如果同一批神经元永远承担同一功能，大脑将很难整合新的经验。持续变化的神经编码，反而为系统留下了吸收新信息的空间。
但争议依旧存在。一些研究并未发现明显漂移。例如，加州大学伯克利分校的迈克尔·亚尔采夫（Michael Yartsev）在蝙蝠研究中发现，海马体神经元在数周内依然高度稳定。由于蝙蝠拥有极强空间记忆能力，他认为很多所谓“漂移”，可能只是实验中没有严格控制行为变量造成的结果。即便动物看起来执行的是同一个任务，速度、注意力、警觉状态甚至身体姿态等细微差异，都可能改变神经活动模式。运动皮层研究中也有人发现，只要足够严格地控制行为条件，神经元活动与行为之间其实能够保持长期稳定。
因此，现在领域内真正的争论已经不再只是“漂移是否存在”，而是哪些变化是真正的神经重组，哪些只是行为和内部状态变化带来的表面现象？
不过，无论争议如何，这一方向已经开始影响脑机接口与人工智能研究。现代AI系统存在一个经典问题——“灾难性遗忘”，即学习新任务后容易丢失旧能力。但生物大脑似乎能在持续变化中保持长期稳定。研究者因此开始怀疑，也许这种“稳定中的漂移”，恰恰是大脑避免遗忘的重要机制。对于脑机接口而言，如果神经元编码会随时间漂移，那么长期植入设备就不能依赖固定信号映射，而必须具备持续自适应能力，否则设备最终将逐渐失效。
一位研究者将“表征漂移”比作物理学中的暗物质发现：它让人意识到，大脑真正的运行机制，可能远比既有理论更加复杂。从某种意义上说，这项研究告诉我们，大脑中的稳定，也许从来都不是静止的。
编译来源：
https://www.nature.com/articles/d41586-026-01554-0