脑科学新发现：大脑“前线区域”深度参与决策过程
2026年05月07日 12:14 次阅读 稿源：cnBeta.COM 条评论
美国伊利诺伊大学厄巴纳–香槟分校格兰杰工程学院的一项最新研究显示，大脑最早期的感觉皮层并非只负责“被动接收”信息，而是在决策形成过程中扮演着出乎意料的积极角色，这一发现挑战了长期占据主流的大脑分级、逐级处理的经典模型。 研究团队认为，这种更加动态、双向互动的神经组织方式，有望为未来低能耗、高效率的人工智能架构提供新的灵感。
传统观点认为，大脑做决策的过程大致遵循单向的“自下而上”层级通路：信息从视觉、听觉或躯体感觉等早期感觉区进入，逐级传递至更高层级的联合皮层和额叶皮层，最终在这些“高阶中枢”中完成整合与决策。 正是基于这种理解，卷积神经网络等人工智能系统大多采用类似的分层结构，将智能视作信息沿固定方向逐层加工、在顶层“输出决策”的结果。 然而，随着对自然智能认知的加深，越来越多学者开始质疑这种过于简化的“流水线式”模型。
本次研究由伊利诺伊大学电气与计算机工程系教授尤里·弗拉索夫（Yurii Vlasov）领衔，论文发表于美国国家科学院院刊（PNAS）。 研究团队选择从系统层面重新审视大脑，将其视为进化塑造的“自然智能”体系，强调不同脑区之间的反馈回路与双向信息流，而非单一方向的串行加工链条。 在这一框架下，决策被看作多个脑区之间持续交互、共同涌现的结果，而不是被高阶区域“单向下达”的指令。
自然智能的一个显著特征是高效节能：在完成复杂感知、认知与决策任务时，人脑的能耗远低于当今大多数人工智能系统。 为理解这种高效性的来源，研究团队没有局限于某一个功能模块，而是从整体架构出发，考察不同区域之间的协同方式。 弗拉索夫表示，理解大脑在架构层面是如何组织决策计算的，有望帮助工程界设计出更有效、更节能、也更“聪明”的下一代人工智能系统。
在具体实验设计上，研究者聚焦于大脑最早期的处理阶段，即负责感觉与知觉的区域。 他们在小鼠身上开展实验，让动物在一条虚拟现实走廊中移动，通过触须感知环境并据此做出左转或右转的感知性决策。 在这一过程中，科研人员记录了小鼠大脑中大面积神经元的活动，尤其关注初级体感皮层（S1）的反应模式。
结果出乎意料：与决策相关的信号在传统上被视为“只处理基础感觉”的初级体感皮层中被清晰捕捉到。 这表明，决策过程并非仅在高阶皮层“后端”启动，而是在大脑最前线的感觉处理阶段就已显现出明显的决策表征。 换言之，早期感觉区并不是简单地把“原始数据”打包上传，而是在很早的时间点就参与了对行动选择的编码。
进一步分析发现，初级体感皮层的活动并不是孤立发生的，而是显著受到高阶脑区的反馈调制。 这种自上而下的回馈信号，与自下而上的感觉输入共同塑造了S1中的神经活动模式。 由此可见，大脑并非按照单一路径“从感知到决策”线性推进，而是在多个层级之间通过反馈回路持续往复地交换信息，从而完成对外界信息的解读和对行为的选择。
弗拉索夫指出，大脑的“神经编码”仍然像一种尚未破译的语言，但从系统层面理解这些反馈回路和动态交互，已经可以为人工神经网络的设计提供有价值的启示。 当前的人工智能在决策层面仍存在明显短板，而自然智能在同等甚至更复杂任务下，却能以远低于现代硬件系统的能耗完成运算，这背后蕴含的架构经验值得工程界“向大自然取经”。
尽管这项工作尚不足以直接给出构建“更好AI”的工程蓝图，研究团队认为，它提供了一种重新思考人工智能的视角。 通过系统性地研究大脑如何组织与处理信息，科研人员有望总结出一套可迁移的原则，指导人工智能在架构、能效和决策机制方面的改进。 未来的AI系统，或许需要跳出严格分层、单向传播的框架，转而引入更多类似生物大脑的动态反馈与并行交互结构。
接下来，弗拉索夫团队计划继续追踪大脑活动在时间维度上的变化，重点研究神经活动的快速时间动力学。 他们正在开发新的工具，以更高精度测量和分析神经信号，试图从时间分辨率更高的数据中，揭示反馈回路在决策过程中的具体参与方式。 在他看来，只有看清这些反馈环路是如何在时间上被激活、如何在不同处理层级间形成和重构，才有可能真正理解自然智能的运作之道，并将之转化为新一代人工智能架构的设计基础。
-对文章打分
脑科学新发现：大脑“前线区域”深度参与决策过程
1 (50%) 1 (50%)- 登录
[退出]
发布
最新资讯
加载中...编辑精选
加载中...热门评论
相关文章
-
NASA阿耳忒弥斯II任务圆满收官 重返月球迈出关键一步
- 昨天 20:20
-
亚马逊押注“诺奖材料”除湿技术 可大幅削减建筑能耗
- 前天 21:13
-
初创公司Barocal发明的固态可挤压制冷剂有望颠覆冰箱和空调制冷方式
- 前天 20:45
-
银河系“隐藏边界”首次被精确描绘 恒星诞生在此戛然而止
- 前天 12:22
-
火星发现多样复杂有机分子 或指向更宜居的远古环境
- 前天 12:21
Top 10
本周 本月-
1
DeepSeek连夜删掉的新论文到底说了什么
阅读 (897) 评论 (0) -
2
“DeepSeek版Claude Code” GitHub 2.3k星
阅读 (798) 评论 (0) -
3
联想抛弃ThinkPad 20年经典设计：取消独立镁合金骨架
阅读 (772) 评论 (1) - 4演员徐冬冬回应身上标签：可撕可不撕 有角色可演就很知足
- 5美国天后级歌手突发重病 曾接受昂贵“洗血”疗法
- 6生物圈震撼：00后小哥在客厅完成基因组测序 27亿美金壁垒塌了
- 7一图看懂DeepSeek V4与美国顶级AI差距：落后8个月
- 870岁周润发跑步近照流出 双颊凹陷被疑“瘦到脱相”
- 9Rufus重大更新：推出全新Windows 11安装方式 可大幅提升电脑性能
- 10OpenAI疯狂升级Codex 接管Mac人类全程0操作围观
-
1
《纽约时报》称已确认比特币发明者中本聪的真实身份
阅读 (5951) 评论 (0) -
2
苹果被曝下调 iPhone 18 规格以压缩成本
阅读 (2766) 评论 (0) -
3
苹果宣布CEO交接 蒂姆·库克发布致全球苹果用户公开信
阅读 (2122) 评论 (1) - 4第一批学AI的大学生，已经笑不出来了
- 5《永劫无间》女解说黑衣黑脸反讽舆论 日本网友狂赞
- 6微软无预警封停 WireGuard 与 VeraCrypt 开发者账号
- 7陈冠希撞脸赵本山 网友感慨颜值断崖式下滑
- 8韩国Naver宣布全面弃用阿里Qwen编码器
- 9Claude复活30年前传奇游戏 仅用一个周末
- 10乒乓球机器人Ace在东京击败顶级选手 创下体育机器人历史第一