海马CA3/DG区表征的信念驱动排斥效应：视觉相似性与内部认知冲突下的神经机制

本研究通过高分辨率fMRI揭示海马CA3/DG亚区（齿状回）在空间路线记忆中的独特作用：当视觉输入高度相似甚至完全相同时，内部信念（internal beliefs）的差异会驱动神经表征的排斥效应（repulsion），这种效应无法用经典模式分离（pattern separation）理论解释。该发现为理解记忆干扰和空间导航提供了新视角。

　　

海马表征的信念驱动排斥现象

研究团队通过创新的空间路线学习范式，结合高分辨率功能磁共振成像（fMRI）技术，揭示了人类海马体CA3和齿状回（CA3/DG）亚区在记忆编码中的独特机制。这项研究聚焦于一个反直觉现象——当事件高度相似时，海马体活动模式有时会比无关事件表现出更低的相关性，这种现象被称为"表征排斥"（repulsion）。

实验设计与行为结果

研究采用类似啮齿类动物T迷宫的设计，让人类参与者学习四对重叠的空间路线。这些路线包含三个关键区段：完全相同的初始段（same segment，6秒）、高度相似的中间段（similar segment，12秒）和完全不同的终末段（different segment，6秒）。通过预测试发现，参与者在相同段无法区分重叠路线，在相似段开始表现出辨别能力，而在不同段则能准确预测目的地。

神经影像学发现

fMRI数据分析显示，CA3/DG区的相似性评分呈现出独特的动态变化：在路线前半段（相同段和早期相似段），重叠路线的神经表征相似性显著低于非重叠路线，表现出明显的排斥效应；而在路线后半段，相似性评分则显著升高。这种变化模式与视觉皮层（EVC）和旁海马位置区（PPA）形成鲜明对比，后两者的相似性评分随路线进展持续下降。

关键时刻与内部信念

研究创新性地定义了"顿悟时刻"（MoI），即参与者能够自信预测路线的具体时间点。引人注目的是，CA3/DG的排斥效应精确地锁定在MoI时间窗口，而此时视觉皮层的表征尚未出现分化。通过操纵目的地提示（75%有效），研究进一步证明：即使在视觉输入完全相同的条件下，当内部信念指示路线不同时，CA3/DG仍会产生排斥效应。

理论意义与机制探讨

这些发现对传统模式分离理论提出了挑战。标准模型认为海马体通过正交化（orthogonalization）降低相似输入的神经表征重叠，但无法解释为何相似输入会导致表征"相互远离"的排斥现象。研究提出了两种可能的神经机制：长期可塑性导致的突触修剪，或是通过共同抑制中间神经元的动态侧向抑制。

亚区特异性与功能意义

值得注意的是，排斥效应特异性地出现在CA3/DG区，而CA1区未表现出类似模式。这与啮齿类动物研究中CA3-DG环路在事件分离中的关键作用一致。研究者推测，DG区的稀疏编码和强侧向抑制可能支持自动化的模式分离，而CA3区的吸引子动力学则允许在模式完成和分离间灵活切换。

这项研究首次将人类情景记忆中的表征排斥现象与内部信念明确关联，为理解记忆干扰提供了新视角，同时架起了人类情景记忆研究与啮齿类动物空间导航研究的桥梁。发现不仅对海马体功能的经典理论提出了重要修正，也为开发针对记忆障碍的干预策略提供了新思路。