今天凌晨2点，国际学术期刊《科学》在线发表中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、脑认知与类脑智能全国重点实验室徐宁龙团队的论文，首次为“树突计算参与认知灵活性”提供了直接实验证据。

一百多年前，卡哈尔建立神经元学说，确立了神经元作为神经系统基本单元的地位，但这些基本单元如何处理信息以支撑智能行为，始终是未解之谜。以往研究大多把神经元简化成一个均一的“点”，只做加权求和。事实上，皮层锥体神经元长着庞大分叉的树突；1951年张香桐先生就提出顶端树突具有电兴奋性，但树突与灵活认知之间的直接证据一直缺乏。

徐宁龙团队训练小鼠完成“规则切换”的听觉分类任务：小鼠须根据声音高低做选择，而判断标准会毫无预警地改变，小鼠只能从奖励反馈中推断隐藏规则。借助亚细胞分辨率的双光子成像技术，研究者同步记录听觉皮层第5层输出型神经元的顶端树突和胞体，发现同一神经元内分工明确：顶端树突主要编码推断出的抽象规则，胞体更多表征感觉信息，两者非线性整合后产生决策信号。再用光遗传学抑制树突，胞体的决策信号显著减弱，直接证明树突参与了决策计算。

该研究更新了“单个神经元只是认知网络中简单节点”的传统观点，表明单个神经元内部即可完成支持灵活行为的计算，也有望启发借鉴树突多区室计算原理，设计更高效节能的人工智能。因实验难度极高，团队潜心攻关多年，审稿人评价其为“英雄式的探索”。

值得一提的是，这一发现未来还可能与普通人的健康息息相关。比如，成瘾、强迫症等疾病，会不会与树突计算异常有关？树突能否成为干预靶点？对此，徐宁龙介绍，成瘾和强迫症患者都存在认知灵活性障碍：他们接收的感觉输入与常人无异，但大脑内部的“信念”不同，对环境的推断出现偏差，这种紊乱本质上会体现在树突的信息整合中。他解释，经颅磁刺激、经颅电刺激等临床手段强度较弱，最容易作用的恰是最靠近皮层表面的顶端树突，这也解释了此类疗法为何有时有效、有时无效；未来依据树突整合原理设计联合干预方案，有望让疗效更稳定。

来源 东方网记者王佳妮 2026年10月16日

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