近日，中国科学院西安光机所生物医学光谱实验室在信号处理与神经科学交叉研究领域取得新进展。研究团队通过结合颅内脑电图与高精度眼动追踪这两项技术，首次在单次注视的时间尺度上，解析了人脑在处理新信息与熟悉信息时，海马体与额叶眼动区的动态协同机制。相关成果发表于《神经影像》。

人注视时，存在两种基本认知状态：第一次看到新事物时的“探索”，以及再次看向熟悉事物时的“回访”。前者对应新信息的获取，后者则涉及已有知识的巩固。这两种状态的失衡，与多种神经精神疾病密切相关。然而，大脑如何在数百毫秒的注视时间内完成这两种状态的切换，此前尚不明确。

为破解这一奥秘，团队利用了两项技术。一是颅内脑电图，该技术可直接记录大脑深处的神经电活动，是目前人类能获取的时空精度最高的神经信号之一；二是高精度眼动追踪，可实时捕捉人每一瞬间在看什么、怎么看。

“通过将这两项高精度技术结合，我们就能知道：当人的眼睛看向某个事物的那一瞬间，大脑里哪个区域在干什么。”团队成员、论文第一作者田紫薇介绍，“我们重点关注两个区域：负责记忆的海马体、负责注意力与眼动控制的额叶眼动区。结果发现，它们的分工非常清晰。”

当人探索新信息时，在注视开始前的几百毫秒，海马体就已经提前“预热”，进入一种“预备注意”状态，像是在说“有新情况，准备记录”；等开始注视后，额叶眼动区迅速响应，并维持关注。当人回访熟悉信息时，海马体会首先快速提取记忆，引导眼睛精准地回看那个熟悉的目标，看完之后紧接着进入“巩固记忆”的状态。整个过程伴随两个脑区间的实时协同通信。

"探索"和"回访"状态对比。西安光机所供图

这一发现揭示了注意力与记忆系统在视觉行为中的精细分工与协同机制，也为基于脑机接口的闭环神经调控治疗提供了新的理论依据。目前，该团队正以此为基础，着手构建面向记忆改善的闭环脑机接口系统，力求实现实时精准调控。

田紫薇表示，这项研究有望推动神经精神疾病的精准干预：针对阿尔茨海默病患者的记忆障碍，可以在检测到海马体活动模式异常、记忆提取失败时，自动触发一个电刺激，帮大脑“推一把”；针对注意力缺陷障碍患者，可以在注意力即将下降之前，提前启动靶向调控，防止走神。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2026.121838