从不同入口走进同一个广场,眼前的人和建筑会呈现不同的排列。即使转过身,我们通常也能判断谁站在钟楼旁、谁靠近广场入口。大脑如何从不断变化的第一人称视角中,形成对人物与环境之间空间关系的稳定认识?

近日,北京大学心理与认知科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所纳家勇治教授课题组在《Neuroscience Bulletin》在线发表研究论文。研究发现,人在观察虚拟场景时,眶额皮层的活动模式能够反映人物相对于固定地标的布局,即使部分地标当时并不在视野中。

研究设计

研究团队搭建了两个地标组合不同的三维虚拟环境。参与者先熟悉地标的位置,再从四个可能的方向之一被带入场地中央。地标位置保持固定,场内三名虚拟人物的站位随试次变化。这样,研究者就可以比较同一布局在不同方向上的画面,也可以比较画面相似但整体布局不同的场景(图1)。


图1 三维虚拟场景中的地标参照布局与第一人称视角

主要发现

研究团队利用功能磁共振成像记录脑活动,并通过表征相似性分析,比较参与者进入场地时、作出方位判断之前的脑活动模式,考察这些模式分别反映了哪些空间信息。结果显示,外侧枕叶皮层上部的活动模式反映了从参与者视角看到的人物排列,舌回和枕梭状回的活动模式则反映了当前可见地标所提供的环境信息。

眶额皮层的活动模式反映的是人物相对于固定地标的位置关系。比如,从广场两端进入时,同一个人可能分别出现在观察者的左侧和右侧,但他相对于钟楼的位置可以保持一致。研究者将这种以环境为参照的布局称为“异我中心空间状态”。在实验中,眶额皮层表征的布局涉及当下视野之外的地标,提示大脑在观看场景时可以把眼前的人物布局和记忆中的地标位置联系起来。

研究意义

以往关于眶额皮层的研究多从决策出发,考察大脑如何用分散的线索判断当前处于什么情境。这项研究为理解这一功能提供了一个空间认知的实例。当观察角度变化时,人物与地标的相对位置仍可作为稳定线索,帮助大脑把不同视角下看到的信息组织成同一个场景。

北京大学心理与认知科学学院朱紫妍博士为论文第一作者,纳家勇治教授为通讯作者。课题组原成员张博博士和张欣怡博士均为本文作出了重要贡献。本研究得到科技创新2030“脑科学与类脑研究”重大项目(2021ZD0203600)和国家自然科学基金(32271088)资助。

论文信息

Zhu, Z., Zhang, B., Zhang, X., & Naya, Y. (2026). The Orbitofrontal Cortex Represents the Allocentric Spatial States of Dynamic Agents Within a Static Environmental Framework. Neuroscience Bulletin.

https://doi.org/10.1007/s12264-026-01728-w


2026-11-10