过去与现在的界限究竟在哪里？
人类是如何在时间的混沌中区分出过去与现在的？
这并非哲学问题。
而是科学家们最新的研究成果。
两位普林斯顿的神经学家通过几何的方式为这一问题提供了解答。
他们发现，人类大脑通过“旋转”的方式来区分新的感官信息与早期记忆。
将信息旋转90度，使得过去与现在互不干扰。
那么，这一过程是如何实现的呢？
大脑又是如何感知时间的？
我们理解周围环境、学习、行动和思考的能力，依赖于感官与记忆之间的连续、灵活的互动。
一方面，我们必须通过感官吸收新信息，同时保持对早期现象和事件的短期记忆。
为了实现这一点，大脑需要识别感官与记忆之间的区别。
然而，过去的研究表明，大脑并没有将短期记忆的功能完全划分到高级认知区域。
相反，这些功能更多地分布在表征经验的感知区域及其他皮质中枢。
最近，两位神经学家的研究结果在《Nature Neuroscience》上发表，揭示了大脑如何同时处理这两者。
简而言之，大脑通过“旋转”感官信息，将其编码为记忆。
两个“正交”表征能够同时从神经活动中提取信息，互不干扰。
为了研究这一现象，科学家们关注了小鼠的听觉感知。
他们让小鼠反复聆听四个和弦序列，从而建立和弦之间的联系。
当小鼠听到一个初始和弦与另一个和弦时，它能够预测接下来会听到什么声音。
在此过程中，科学家们训练了机器学习分类器，以分析小鼠在聆听时听觉皮层中的神经活动。
随着时间的推移，他们发现，相关和弦的神经表征开始变得相似。
但是，当遇到不熟悉的和弦序列时，小鼠会调整对先前输入的表征。
这些神经元对过去刺激的编码会进行反向调整，使其与小鼠对后续刺激的编码相匹配。
那么，大脑是如何抵抗这些干扰以保持正确记忆的呢？
研究人员训练了另一个分类器来识别和区分过程中的记忆表征。
例如，当一个意外的和弦唤起与一个更熟悉的序列之间的比较时，神经元的激活方式会有所不同。
结果表明，分类器确实发现了完整的神经活动模式，而不是直接进行“修正”。
这些记忆编码与感官表征看起来有很大差异，它们是通过“正交”维度进行组织的。
研究者表示，这一过程就像是在纸上写笔记。
当发现没有空间时，就需要把纸张旋转90度，在另一页的空白处继续书写。
大致就是这样的过程。
这实际上就是大脑正在进行的工作。
它首先接收感官输入，将其记录下来，然后旋转90度，以便写入新的感官信息，而不会受到干扰或覆盖。
此外，研究者排除了不同神经元独立处理感官和记忆表征的可能性。
他们发现，神经元的活动可以整齐地分为两类。
一类是负责感官和记忆表征的“稳定”神经元，另一类则是活动时会翻转反应模式的“转换”神经元。
在感官信息转化为记忆的过程中，“稳定”神经元与“切换”神经元的组合促进了这一转化，前者随着时间的推移保持其选择性，后者则会发生变化。
这些神经反应共同旋转了群体表征，将感官输入转化为记忆。
研究表明，这种方式所需的神经元和能量相对较少。
