当您在杂志封面上看到名人时，您的大脑会立即识别出图像——这种效果似乎是由于单个神经元引起的。最近的一项研究表明，我们的大脑使用比以前认为的少得多的细胞来解释给定的图像，并且这些发现可能有助于神经科学家确定记忆是如何形成和存储的。
人脑究竟如何记录和记住图像是许多争论和推测的主题。在过去的几十年里，出现了两种极端的观点。一种观点认为，数百万个神经元协同工作，将各种信息片段拼凑成一个连贯的图像，而另一种观点则认为，大脑包含一个单独的神经元来识别每个单独的物体和人。在 20 世纪 60 年代，神经生物学家杰罗姆·莱特文将后一种观点命名为“祖母细胞”理论，这意味着大脑有一个专门用于识别每个家庭成员的神经元。如果失去该神经元，您将不再认识祖母。
专家们很久以前就驳斥了后一种观点过于简单化。但英国莱斯特大学的罗德里戈·奎安·奎罗加和他的同事决定调查单个神经元可能具有多大的选择性。该团队研究了八名癫痫手术前（一种确定癫痫发作源头的手术）大脑中植入了 64 个微小电极的患者。许多电极被放置在海马体中，海马体是长期记忆存储的关键区域。
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在向每位参与者展示大量名人、动物、物体和地标建筑的图像时，电极记录了脑细胞的放电情况。这个筛选阶段确定了哪些图像在至少一个神经元中引起了强烈反应。然后，该团队测试了对缩小列表中的这些图像的三到八种变体的反应。
在一位患者中，单个神经元对演员詹妮弗·安妮斯顿的七张不同照片做出了反应，而几乎忽略了同时呈现的 80 张其他动物、建筑物、名人或非名人的图像。“当我们第一次看到一个神经元对詹妮弗·安妮斯顿的七张不同照片做出反应——而对其他任何事物都没有反应——我们真的从椅子上跳了起来，”奎安·奎罗加回忆道。
在另一位患者中也出现了类似的结果，该患者有一个专门针对演员哈莉·贝瑞的神经元；该神经元不仅对照片做出反应，还对绘画和她的名字的图像做出反应。更重要的是，即使贝瑞装扮成蒙面猫女，如果患者知道那是贝瑞，神经元仍然会放电。“这个神经元是对哈莉·贝瑞的抽象概念做出反应，而不是对任何特定的视觉特征做出反应。这就像，‘我不会记住谈话的每一个细节，但我会记住谈话的内容。’这表明我们将记忆存储为抽象概念，”奎安·奎罗加补充道。除了名人之外，著名的建筑物，如悉尼歌剧院和比萨斜塔，也引起了单神经元放电。
约翰·霍普金斯大学的神经科学家查尔斯·康纳说：“没有多少科学家会预测到与个人相关的如此明确的单神经元信号。”“现在应该可以精确地研究这些细胞代表什么信息——这是研究记忆如何编码的明确起点。”
尽管“珍”和“哈莉”神经元的行为很像祖母细胞，但研究结果并不意味着给定的脑细胞只会对一个人或物体做出反应，加州理工学院的研究人员之一克里斯托夫·科赫指出。这些细胞可能对范围广泛的项目做出反应（一些神经元对不止一个人或物体做出反应）。“我们并不是说这些是祖母细胞，但对于熟悉的事物，比如你的家人或名人，你经常看到的事物，神经元会以非常特定的方式连接和放电——比以前认为的要多得多，”科赫解释道。[break]
发表在 6 月 23 日《自然》杂志上的这项发现可能会影响对痴呆症等疾病的研究，但奎安·奎罗加看到了一个更实际的应用：植入式假肢通信设备，即所谓的脑部阅读器。“我们或许能够帮助患者与外界沟通，他们的想法将由计算机解释，”他预测道。