人类看到世界时，并不是简单地将眼睛接收到的信号直接呈现出来。视觉信息会经过大脑多个具有不同功能的区域处理，而这些区域必须不断交换信息，最终形成一个相对统一的感知结果。美国冷泉港实验室、剑桥大学和伦敦大学学院研究人员的一项新研究发现，大脑可能通过一种类似“达成共识”的神经机制，让不同视觉区域对同一信息逐渐形成一致解释。
这项发表于《自然·神经科学》的研究以小鼠为实验对象，重点考察了初级视觉皮层V1和外侧内侧视觉区LM。这两个区域都属于大脑视觉皮层，但负责处理的信息存在差异，而且二者之间存在双向神经连接，因此并不是简单地由一个区域向另一个区域单向传递信息。
研究人员发现，当V1和LM两个区域中的神经活动模式彼此一致时，这种活动能够持续更长时间；而当两个区域产生相互矛盾的活动模式时，差异会在不到一秒的时间内迅速消退。这意味着，大脑中的不同区域可能并不是各自独立地完成信息处理，而是通过相互影响逐渐削弱不一致的信息，同时保留彼此认可的神经活动模式。
研究团队将这种机制称为“共识构建”。这一机制可能帮助大脑将来自不同神经区域、不同信息通道的数据整合起来，从而形成一个连贯的整体感知。
研究人员以视觉错觉为例解释了这一问题。人在昏暗环境中看到一个模糊物体时，可能会瞬间把它认成一张脸；一个橙子在特定光线和角度下也可能短暂地被看成苹果。视觉系统面对的并不是一组始终明确、完全一致的信息，而是需要不断在不同解释之间进行协调。为了研究这种协调过程，研究人员训练小鼠辨别两种倾斜角度相反的视觉图案，并让小鼠只对其中一种图案获得奖励。在实验过程中，研究人员会短暂关闭V1或LM中的神经活动，同时记录另一个视觉区域在失去伙伴区域输入后的变化。
通过这些实验数据，研究人员进一步建立了代表V1和LM之间神经回路的人工神经网络模型。该模型能够模拟不同视觉刺激下两个脑区的活动，并测试当特定神经元受到干预时，两个区域之间的连接如何影响神经活动持续时间。
研究人员最终发现，V1和LM之间的双向连接能够动态改变两个区域的神经活动状态。当双方产生相近的活动模式时，相关信号会得到持续；当双方的活动模式不一致时，冲突信号则会迅速减弱。
为了建立更加准确的模型，研究人员分析了7只小鼠的神经活动数据，其中包括194个V1神经元和228个LM神经元。研究团队利用这些数据建立脑区回路模型，并据此预测不同刺激和神经干预条件下的活动变化。
研究人员认为，这一机制可能解释一个长期存在的神经科学问题：大脑中的不同区域高度专业化，各自接收和处理不同类型的信息，但人最终获得的却是一个统一而连贯的世界观。
换句话说，大脑并不是简单地把多个脑区的结果拼接在一起，而可能会通过脑区之间持续的双向反馈，让不同区域逐渐“协商”出一个共同解释。与其说某个脑区最终拥有绝对决定权，不如说多个脑区通过不断相互影响，最终形成一种相对稳定的共同状态。
不过，这项研究目前只观察了两个视觉脑区，而且实验对象是小鼠，因此研究人员并不能据此直接证明人类大脑也完全采用相同机制。实验中测试的也是小鼠对不同倾斜视觉图案的辨别，而不是人类日常生活中的复杂视觉错觉。
研究团队下一步希望进一步确定，“共识构建”是否存在于更广泛的大脑皮层区域。如果这一机制不仅适用于V1和LM，还能够在其他脑区之间普遍发挥作用，那么它可能成为解释大脑如何整合复杂信息的重要理论框架。
研究人员尤其关注不同感官之间的信息冲突。例如，当一个人看到某个物体的运动方向与听到的声音所提供的信息不一致时，大脑如何决定最终应该相信哪一种信息？视觉、听觉以及其他感觉系统之间是否也通过类似的神经机制进行协调，目前仍有待进一步研究。
如果这种共识构建机制最终被证明广泛存在于大脑皮层，它还可能帮助科学家理解一些神经系统无法形成统一解释的情况。当不同脑区无法有效协调信息时，可能会导致感知和认知方面的异常。
这项研究同时可能为人工智能提供新的思路。现代AI系统往往由多个专门模块共同工作，不同模型或模块有时会针对同一输入产生不同甚至相互矛盾的结果。研究人员认为，大脑通过保留相互一致的信息、快速削弱冲突信息的机制，未来或许能够启发人工智能系统设计更加有效的信息协调方式。
这项研究的核心发现并不是大脑拥有一个单独负责“裁决”的区域，而是不同脑区通过双向连接不断相互影响，在时间维度上逐渐降低分歧、强化共同活动模式，从而让高度专业化的神经系统最终形成一个相对统一的感知结果。