2026年6月3日，PNAS在线发表了题为《Simultaneous transformations of view and place coding across reference frames in the macaque brain》的研究成果。该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心毛盾研究团队完成。该研究借助多脑区无线电生理记录、运动捕捉与无线眼动追踪技术，在自由活动猕猴中沿“后顶叶皮层—压后皮层—海马”通路系统刻画了视觉空间（spatial view，即动物在看哪里）与经典位置（place，即动物在哪里）在不同空间坐标系下的编码特性。研究发现自我中心（egocentric）和世界中心（allocentric）空间信息在该通路上沿着相反的梯度同时存在，并提出视觉空间表征可由压后皮层进行空间坐标系换算而产生，为理解灵长类如何从第一人称经验构建世界中心的空间地图提供了新视角。

空间认知是动物理解环境、确定自身位置以及规划未来行为的重要基础。空间认知需要大脑把以自身为中心的第一人称信息，转换为不依赖于自身、相对稳定的世界中心表征。理论模型推测，后顶叶皮层承载自我中心的多感觉信息，海马维持世界中心的空间地图，而处于二者之间的压后皮层负责在两套参照系之间完成转换；然而在灵长类中一直缺乏直接的神经证据。长期以来，大量啮齿类动物研究发现海马中的位置细胞能够编码动物所处的位置。然而，与依赖身体运动获取空间信息的啮齿类动物不同，灵长类高度依赖视觉：我们无需亲身走动，仅凭眼动便能“遥感”周围环境。已有研究在灵长类海马中发现了与视觉空间相关的空间编码，但其来源，以及它与经典位置编码之间的确切关系，一直是空间认知领域的重要科学问题。

为探究这一问题，研究人员训练三只猕猴在视觉信息丰富的旷场中自由觅食（图1）。实验过程中，研究团队利用无线电生理记录系统、运动捕捉系统和无线双眼追踪系统，同步采集了猕猴后顶叶皮层、压后皮层与海马的神经元活动。借助多变量编码模型，研究人员以无偏的方式提取了每个神经元所编码的视觉空间、位置、头朝向、注视方向等五种世界中心变量，以及运动速度等五种自我中心变量。

图1：实验环境、行为重建与记录设备示意图

分析揭示，沿“后顶叶皮层—压后皮层—海马”通路，自我中心与世界中心编码呈现出此消彼长的相反梯度：后顶叶皮层主要携带自我中心信号，海马则以世界中心编码为主，而压后皮层在两类参照系之间表现出最为均衡且最强的信息交汇与混合（图2）。

图2：沿"后顶叶皮层—压后皮层—海马"通路，自我中心与世界中心空间编码呈现相反梯度，压后皮层表现出最强的信息交汇与混合

值得注意的是，作为关键的中间枢纽，压后皮层通过"增益调制"（gain modulation）机制，将自我中心的位置信号与世界中心的注视/头朝向信号进行联合编码——即用方向信号去"放缩"位置反应的强度（图3）。这一现象与经典的感觉运动坐标转换机制高度相似，表明压后皮层可能通过增益调制实现从自我中心坐标到世界中心坐标的转换，从而由此催生了海马中稳定的空间认知地图（图4）。相比之下，海马中呈现出另一种组织模式。海马中的视觉空间视图神经元能够在动物位于不同位置、从不同方向观察同一目标场景时被激活，其放电强度则受到注视方向的增益调制。这种编码方式使得灵长类能够通过主动视觉探索，将来自不同观察角度的信息整合成稳定的环境表征，而无需亲自移动到目标位置。

图3：压后皮层神经元表现出典型的增益调制特征，其空间感受野在方向变化时保持稳定，而放电强度发生改变

图4：通过后顶叶皮层—压后皮层—海马网络，将第一人称空间经验转化为稳定的环境认知地图

该研究系统刻画了视觉空间与位置编码沿"后顶叶皮层—压后皮层—海马"通路的同时分布及其潜在的换算机制，并确立压后皮层作为坐标系转换中间枢纽的核心地位。研究不仅解释了灵长类海马中视觉空间编码的可能来源，也为理解人类如何从第一人称感知经验构建稳定的世界认知模型提供了重要参考。未来工作有待借助灵长类全脑投射图谱所揭示的环路信息，开展环路特异性操控，进一步检验该通路在坐标系转换中的因果作用。

该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心博士研究生黄妍、刘安然、许霄、杜可晨在毛盾研究员的指导下完成。该研究获得科技部、国家自然科学基金委、中国科学院及脑认知与类脑智能全国重点实验室的经费资助。