上海
深夜加班后，當我們獨自一人走在空無一人的小巷，突然聽到身后傳來急促的腳步聲，我們會先瞬間僵住，全身緊繃判斷危險來源，確認后立刻快步跑向安全區域。為什么我們的大腦能同時感知威脅、產生恐懼情緒，還能快速從防御到逃跑避險切換？
過去理論認為，杏仁核中存在著“專用神經元”，有的專門編碼恐懼，有的專門編碼獎賞。但一項最新研究徹底顛覆了這一認知。
2026年6月3日，哥倫比亞大學C. Daniel Salzman教授團隊在《Nature Neuroscience》上發表研究《The representational geometry of emotional states in basolateral amygdala》。
本研究揭示了基底外側杏仁核（BLA）并非依賴單一功能神經元編碼情緒，而是以普遍的混合選擇性和動態的群體活動幾何結構，實現了恐懼、安全等復雜情緒狀態的獨立編碼與無干擾讀取，顛覆了傳統的 “專用神經元” 情緒編碼理論。
怎么在實驗室里模擬“恐懼”和“安全”兩種狀態？
研究設計虛擬洞穴實驗，讓頭部固定的小鼠接受 4 種氣味刺激：兩種伴隨足底電擊的厭惡刺激（CS+）和兩種中性刺激（CS-）。
小鼠面對威脅時產生兩種典型行為：4-8Hz 周期性顫抖（類似僵住，與呼吸高度同步k）和入洞（逃向安全區）。CS + 顯著增加顫抖和入洞概率，且顫抖特征可預測入洞。用化學遺傳學失活BLA 后，小鼠對 CS + 和 CS - 的反應差異消失，但顫抖和入洞本身仍存在。
因此，BLA 不直接控制運動，而是編碼刺激的效價。
BLA 神經元的普遍混合選擇性編碼
接下來，團隊通過雙光子鈣成像記錄 BLA 神經元活動，線性分類解碼顯示，BLA 群體能以極高準確率解碼刺激效價、身份、顫抖和入洞狀態，僅需 25%-50% 神經元即可達到最佳性能。
但單個神經元分析發現，絕大多數神經元具有混合選擇性—— 一個神經元同時對多個變量有反應，而非只編碼一種信息。統計檢驗證實移除單一功能神經元也不影響解碼性能。
解讀：過去認為BLA有“恐懼神經元”和“獎賞神經元”，但這項研究發現即使移除看似專用的神經元，解碼性能也不受影響。說明真正的計算發生在群體層面，而非單個神經元層面。
群體表征幾何實現專業化情緒讀取
表征幾何分析發現，BLA 群體的幾何結構能實現專業化讀取：同時獨立讀取多個變量且互不干擾。
結果顯示，效價和顫抖的編碼方向相互垂直，且各自在不同條件下的編碼方向平行。更重要的是，BLA 能編碼安全狀態：小鼠入洞后，刺激效價編碼消失，但之前的顫抖狀態仍能被解碼。
也就是說，盡管單個神經元是“雜”的，但BLA群體的幾何結構實現了專業化讀取，恐懼和安全信號可以被獨立讀取、互不干擾。
解讀：可以把每個神經元的活動想象成一個坐標軸。一次實驗的所有神經元活動就是一個“高維點”。不同條件（如顫抖+CS+、靜止+CS-）對應不同的“點”。這些點的排列方式（幾何結構）決定了大腦能否分開讀取不同信息。
全文總結
本研究突破了 “單一功能神經元編碼單一情緒” 的傳統認知，證明了基底外側杏仁核以混合選擇性為基礎，通過動態調整群體活動的表征幾何結構，實現了恐懼、安全等復雜情緒狀態的精準編碼與獨立讀取。這一發現不僅揭示了情緒編碼的群體神經機制，也為理解情緒的復雜性和泛化性提供了全新的理論框架。
小編寄語
過去我們認為大腦每個區域、甚至每個細胞都有固定職責。
但這項研究表明，BLA更像一個通用計算網絡，用同一批細胞處理不同任務，只是組合方式不同。這也解釋了為什么大腦能在資源有限的情況下，處理近乎無限的情緒狀態。
未來，或許可以通過調控群體活動模式，而非單個神經元，來“重新校準”杏仁核的情緒編碼。
https://doi.org/10.1038/s41593-026-02315-y
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