Phylogeny of cortical-hippocampal projections reveals selective elimination of input from sensory regions
这项研究揭示了在跨越一亿多年进化的六种哺乳动物物种中，随着大脑尺寸的增大，向海马输入的直接单模态和初级感觉输入被选择性地消除，这表明由于这些截然不同的解剖学轨迹，海马的处理方式和认知功能在不同物种之间存在根本性的差异。
原始论文采用 CC BY 4.0 许可（https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/）。 这是一篇未经同行评审的预印本的AI生成解释。这不是医疗建议。请勿根据此内容做出健康决定。 阅读完整免责声明
想象一下，你的大脑就像一座繁忙的古老城市，不同的街区负责不同的工作。有些区域像是原材料工厂，直接接收来自眼睛、耳朵和皮肤的信号——这些是“感觉”区。其他区域则像是高层指挥中心，各种来自工厂的信息在这里被混合、匹配，并转化为复杂的思想、记忆和计划——这些是“跨模态”区。在这座城市的中心坐落着一个微小而关键的核心枢纽，叫做海马体。你可以把它想象成这座城市的首席图书管理员兼档案管理员。它的职责是接收流经城市的各种信息，将其进行整理和存储，以便你能想起钥匙丢在哪了，或者回想起童年的某一天。长期以来，科学家们一直想知道，随着这座城市本身从一个小村庄成长为一个庞大的大都市，这位管理员的工作描述是否也发生了变化。这位管理员是开始直接接收来自工厂的原材料，还是开始仅依赖于指挥中心发送的报告？理解这一点有助于我们弄清楚为什么大鼠对迷宫的记忆方式与人类对故事的记忆方式不同，以及我们的大脑是如何进化以处理如此复杂的思维的。
这篇论文进行了一次迷人的时光旅行，通过观察六种不同的哺乳动物物种，来看连接城市街区与管理员核心枢纽的“道路”在超过1亿年的进化过程中是如何变化的。研究人员观察了猬鼠（一种类似鼩齿的小生物）、大鼠、猫、狨猴（一种小型猴子）、猕猴（一种较大的猴子）以及人类。他们想看看小脑容量动物中的管理员是否能直接收到来自各个工厂的直达快递，以及随着大脑变大，这种情况是否会发生改变。
研究结果揭示了随着大脑生长，其布线方式发生了剧烈的转变。在像猬鼠和大鼠这样脑容量较小的动物中，就像是图书管理员与城市中几乎每一个工厂都有一条直通电话。几乎整个皮层（大脑的外层）都会直接向海马体发送信息。然而，当我们转向像猫和猴子，最后到人类这样较大的动物时，有趣的事情发生了：来自感觉工厂的直连线路开始被切断。论文指出，随着大脑变大，它会选择性地消除来自初级感觉区域（原始数据）甚至次级感觉区域（经过初步处理的数据）的直接连接。
图书管理员并没有失去所有的连接，而是仅保留了通往高层指挥中心——即跨模态区域的直连线路。在人类身上，海马体几乎与原始感觉输入完全断开了联系。它不再直接接收来自视觉或听觉工厂的直接报告。相反，它只与那些已经完成了整合与解读等繁重工作的区域进行交流。作者认为这并非随机的修剪，而是一种特定的进化趋势。他们发现，大脑会首先清除与初级感觉区域的直接联系，随后才会切断与非初级感觉区域的联系。唯一的例外是嗅觉（梨状皮层），它似乎即使在人类身上也保留了通往海马体的直接线路，这可能是因为它在物理位置上就在图书管理员办公室的隔壁。
那么，这对我们的思维意味着什么呢？论文指出，在小脑容量动物中，记忆可能与即时的、原始的感觉细节紧密相连——比如某种表面的确切纹理或某种声音的具体频率。但在人类身上，由于海马体仅由高层指挥中心供能，我们的记忆运作在不同的层面上。我们不仅仅是在存储原始的感觉数据；我们是在存储抽象的、经过处理的概念。作者提出，这种进化上的转变使人类能够从基于感觉的简单记忆，转向复杂的、抽象的思维，例如想象未来或构建关于过去的详细故事。虽然这项研究并未证明这种变化在每个物种中究竟是如何改变行为的，但它强烈暗示，随着我们大脑的增长，海马体所处理的“信息类型”已经发生了根本性的变化，将图书管理员从一名原始数据文员转变为了一位抽象叙事的专家。
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