2026年7月6日下午，在秀楼305会议室，我院邀请西班牙马德里理工大学Bryan Strange教授，为青年教师和研究生作题为"Uncertainty and compression—how the human hippocampus helps itself make memories"的学术报告。报告由我院蒲艺研究员主持。
在快速变化的世界中,海马始终承担着记忆形成的关键任务。为了高效地完成这一计算过程,它必须在压缩感觉信息的同时,适应环境中持续变化的不确定性。Strange教授长期致力于运用脑磁图(MEG)、人类颅内电生理记录(iEEG)与功能性磁共振成像(fMRI)等多模态手段,探究人类记忆及其与情绪的交互机制。在本场讲座中,他围绕"准备(preparation)"和"压缩(compression)"两条核心线索,系统展示了海马如何通过频率特异、状态依赖的神经动力学机制,把上述两件事紧密耦合在一起。
报告的上半部分聚焦于海马如何在视觉事件到来前"为大脑预热"。基于团队的系列fMRI与颅内脑电研究,Strange教授指出,海马对新异刺激的响应与对刺激序列"统计结构"(熵)的敏感性,共同提示它在"对未来的预测"中发挥着核心作用;而在毫秒尺度上,这种预测由一种特殊的高频振荡活动——海马尖波涟漪(sharp-wave ripples, SWRs)所承载。
在癫痫病人颅内记录的范式下,Strange团队观察到:在高熵(高不确定性)情境中,刺激呈现前的海马涟漪发生率与持续时间显著增加。这些"预备性"涟漪不仅会抑制枕叶皮层中与不确定性相关的γ频段活动,还会调节梭状回对惊异刺激的γ响应;反过来,梭状回对高惊异刺激的γ反应又会以γ频段的定向连接反馈至海马。由此,大脑形成了一条"海马—皮层—海马"的双向回路,使预测误差得以被有效传递,知觉合成与后续记忆编码获得最优的精度加权。
报告的下半部分从结构功能组织角度切入。Strange教授回顾了团队与Moser教授等合作提出的"海马长轴功能组织模型"(Strange et al., 2014, Nature Reviews Neuroscience),指出啮齿类动物海马沿海马纵轴方向,在与皮层及皮层下结构的连接、NMDA受体表达、位置野大小等维度上呈梯度性变化。然而,作为灵长类的人类,其海马的功能组织是否遵循相同规律?
通过颅内脑电对不同空间频率、情绪效价的面孔刺激进行记录,Strange团队发现:人类海马对面孔情绪几乎不作调节,却对空间频率表现出强烈的选择性——前部海马偏好低空间频率、后部海马偏好高空间频率,二者通过后→前的β振荡形成有向连接,从而构成对视觉输入的"压缩式表征"。该结果将海马长轴的组织原则从"位置/语境"维度拓展到"感觉信息成分"维度。
在互动环节,与会的青年教师和研究生就"海马与杏仁核在情绪性记忆中的协同机制"、"颅内脑电与无创脑磁图的方法学差异"、"如何将本框架推广至面孔之外的复杂视觉刺激"以及"预测误差信号在精神疾病中的转化潜力"等议题与Strange教授展开了深入交流。Strange教授对每一个问题都给出了细致回应,并鼓励同学们在设计范式时区分"熵"(统计意义上的不确定性)与"惊异度"(单次刺激偏离先验的惊讶程度),以更精确地刻画海马所编码的预测信号。
Bryan A. Strange博士是英国皇家内科医学院会员，西班牙马德里理工大学(Universidad Politécnica de Madrid)临床神经科学实验室负责人，同时担任北京大学IDG麦戈文脑研究所客座教授。Strange教授团队综合运用多模态神经影像、颅内脑电、遗传学与精神药理学方法,聚焦人类记忆、情绪及内侧颞叶功能,曾主持多项欧盟与西班牙国家级重大科研项目,主持UPM神经技术计划(Neurotechnology initiative)。更多信息可访问其实验室主页www.thestrangeLab.org或关注其团队账号@The_Strange_Lab。