美國耶魯大學(xué)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，只要向小鼠大腦“播放”一段特定的“伽馬”節(jié)律，就能成功“欺騙”它們，讓它們以為自己看到了本不存在的視覺信號！

這一驚人發(fā)現(xiàn)，徹底改寫了我們對大腦如何處理信息的理解。這項研究的真正意義在于，它為我們“破譯”感官知覺乃至意識的編碼方式提供了全新的視角，并可能為阿爾茨海默病、精神分裂癥等眾多與腦節(jié)律紊亂相關(guān)的重大疾病，帶來可解讀的早期生物標志物。這篇重磅論文2025年10月8日剛剛發(fā)表在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）上。

一百多年來，科學(xué)家們一直在癡迷地傾聽大腦的“交響樂”——那些神秘的、有節(jié)奏的神經(jīng)活動波。我們思考、感知、記憶時，大腦中都充滿了這種律動。

其中，一種被稱為“伽馬波”（gamma waves, 30-80赫茲）的節(jié)律，被認為是最接近“靈魂振蕩”的存在，它與我們的高級認知功能，如注意力、感知和記憶，密切相關(guān)。

但一個幽靈般的問題始終盤旋在神經(jīng)科學(xué)的上空：伽馬波到底是什么？

它究竟是認知功能的核心驅(qū)動力？還是說，它僅僅是大腦這個超級CPU高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的“散熱風(fēng)扇聲”，一種無意義的副產(chǎn)品？

幾十年來，科學(xué)家們對它的起源爭論不休。許多人認為它只是大腦皮層局部神經(jīng)元自己“蹦迪”產(chǎn)生的。另一些人則認為，它是大腦深處的“感覺中轉(zhuǎn)站”——丘腦——傳遞過來的。

更要命的是，根本沒法驗證。

首席研究員杰西卡·卡丹（Jessica A. Cardin）教授自己都曾一度放棄，她打了個比方：你沒法在不影響整個樂隊的情況下，單獨關(guān)掉交響樂里的小提琴聲來測試它的作用。這個百年難題，似乎陷入了死局。

然而，轉(zhuǎn)機出現(xiàn)了。

耶魯大學(xué)團隊決定不再“猜”了。他們開發(fā)了一種全新的高精度分析方法，名為CBASS

這套方法就像一臺超級“解碼器”，能把大腦皮層中看似混亂的電信號，以極高的時間精度 進行拆解。

他們本以為會看到一條平滑、連續(xù)的“伽馬河”。

但解碼器顯示的結(jié)果，讓所有人大吃一驚！

根本沒有“河”！

一百年來我們苦苦尋找的伽馬波，根本不是什么“持續(xù)的振蕩”，而是一連串高度離散、轉(zhuǎn)瞬即逝的“網(wǎng)絡(luò)事件”

它更像是一滴滴被精準計算過的“雨點”，而非一條奔流不息的河。有時候，這些“雨點”下得很密，看起來就像是“振蕩”；但更多時候，它們是零星、孤立發(fā)生的。

這個發(fā)現(xiàn)瞬間讓迷霧散開了一半。如果它是一個個獨立的“事件”，那它是不是就可以被“控制”了？

順著這條路，團隊挖出了第二個猛料：這些“雨點”究竟是從哪來的？

答案再次出人意料：既不是皮層“自嗨”，也不是丘腦“獨奏”。

它是“丘腦-皮層”的合謀！

研究數(shù)據(jù)清晰地顯示，是大腦的感覺中轉(zhuǎn)站——丘腦（dLGN）——先發(fā)出一個“火花”（即輸入信號），這個火花瞬間傳遞到大腦皮層（V1），皮層的主動整合與“放大”，才最終“點燃”了這一個離散的伽馬事件。

找到了開關(guān)！現(xiàn)在，真正的好戲開場了。

研究團隊立刻設(shè)計了一個“世紀大實驗”。他們訓(xùn)練小鼠執(zhí)行一項視覺檢測任務(wù)：當看到特定光柵信號時，舔水管才能獲得獎勵。

第一步：“關(guān)掉”伽馬波。

研究人員通過光遺傳學(xué)技術(shù)，巧妙地抑制了丘腦到皮層的信號連接，V1皮層中的伽馬事件發(fā)生率應(yīng)聲銳減。

結(jié)果呢？

小鼠瞬間“懵了”。它們明明看到了信號，卻反應(yīng)遲鈍，任務(wù)表現(xiàn)一塌糊涂。

這證明，伽馬事件不是“風(fēng)扇聲”，它對視覺感知至關(guān)重要

第二步：也是最瘋狂的一步——“打開”伽馬波。

“關(guān)掉”會變差，那“打開”呢？如果我“憑空”制造伽馬事件，會發(fā)生什么？

研究人員記錄下了小鼠在“正確看到”信號時大腦V1區(qū)產(chǎn)生的“伽馬事件模式”。然后，他們把這段“勝利密碼”通過光纖，“播放”進了小鼠的大腦。

本文開頭那石破天驚的一幕發(fā)生了：

小鼠們明明眼前什么都沒有，卻開始瘋狂地舔水管——它們堅信自己“看”到了信號！ 它們被這段人造的伽馬節(jié)律，完美地“欺騙”了。

真相至此大白！

伽馬波，這個困擾了人類一百年的幽靈節(jié)律，終于露出了真面目。

它不是什么背景音樂，它就是大腦編碼“我看到了”這個感知的核心代碼之一

更神奇的是，研究還發(fā)現(xiàn)，這種編碼極其“智能”和“靈活”。只有當小鼠需要依靠視覺來獲取獎勵時，V1皮層的伽馬事件才會和行為反應(yīng)強烈掛鉤。

如果把任務(wù)換成“聽聲音”來獲取獎勵，V1皮層的伽馬事件就立刻“集體摸魚”，完全不參與了。

一百年的迷霧散盡。我們苦苦尋找的“靈魂振蕩”，原來是一個個離散、精準、且可被“播放”的事件。這一發(fā)現(xiàn)為理解阿爾茨海默病、精神分裂癥中那些“錯亂的代碼”打開了全新的大門。

畢竟，如果疾病是代碼出了錯，那現(xiàn)在，我們至少找到那段代碼了。

參考文獻：

Perrenoud, Q., de O. Fonseca, A.H., Airhart, A. et al. Flexible perceptual encoding by discrete gamma events. Nature (2025). https://doi.org/10.1038/s41586-025-09604-9 21