人类的智力，尤其是创造性，其标志是“组合性泛化”能力：我们能将已知的基本元素（如动物的身体部件、舞蹈动作、词汇）像搭积木一样，重新组合成前所未有的新事物（如“六条腿的狗”）。认知科学长期假设，这依赖于大脑对离散符号的内部操作。然而，这些“思维积木”究竟如何在大脑的神经元活动中实现，一直缺乏确凿证据。

2026年5月20日，洛克菲勒大学Winrich A. Freiwald团队在Nature在线发表题为Neural representation of action symbols in primate frontal cortex的研究论文，该研究首次发现在非人灵长类动物脑中，直接发现了支持“组合性泛化”这一核心智能特征的神经表征——即“动作符号”的神经编码。这为理解人类创造力的神经基础提供了至关重要的实证。

理论挑战：定义神经“符号”的三个标准

要证明某个神经元群体编码了“符号”，其活动必须同时满足三个严苛的神经计算标准：

1.不变性：编码一个概念（如“画圆”这个动作）时，其活动模式应不受无关细节（如画的大小、速度、位置）影响。

2.分类结构：不同概念（如“画圆” vs. “画直线”）应对应截然不同的、离散的神经活动模式，而非连续渐变。

3.可重组性：同一个“符号”的神经活动模式，应能在不同的组合序列（如“圆-方-三角” vs. “方-三角-圆”）中稳定复现。

过往研究虽在大脑前额叶、海马体等区域发现过具备“不变性”的表征（如对特定规则或地点的编码），但极少能系统验证“分类结构”，更罕有在真正需要“创造性重组”的任务中，同时证实这三个特性。

研究设计：在绘画任务中寻找“动作符号”

为寻找这样的神经表征，研究者设计了一项精巧的猕猴任务。猕猴需要学习用光标“绘画”，将几种基本的视觉图形（如圆、波浪线）按特定序列组合出来。关键在于，猕猴之后必须灵活重组这些基本图形，以描绘从未学过的新目标图案。这完美模拟了“组合性泛化”：猕猴必须提取并操纵代表基本图形的“动作符号”。

在类似绘画的任务模式中学习图形基本形状（图源自Nature）

关键发现：腹侧前运动皮层（ventral premotor cortex）是“动作符号”的枢纽

通过同时记录多个运动相关脑区的神经活动，并结合精密分析，研究得到了清晰结论：

1.行为层面：猕猴能够成功完成重组任务，其行为模式显示出对基本图形表征的不变性、分类性及可重组性，符合“符号”操作的行为特征。

2.神经层面：只有在腹侧前运动皮层 的神经元群体活动中，研究者观察到了同时满足全部三个标准的“符号”编码。

（1）不变性：PMv神经元编码“画什么图形”，而不关心画的具体运动参数。

（2）分类结构：对不同图形的计划，引发了离散的、分类的群体活动状态。

（3）可重组性：在计划一个新的图形序列时，编码每个基本图形的特定神经活动模式会按顺序重现，如同积木被依次调用。

重要意义：定位“思维语法”的神经基质

这项发现具有重要意义：

1.提供直接证据：首次在组合泛化的行为语境下，发现了同时满足符号三大神经计算特性的群体编码，将认知层面的“符号”假说锚定在了具体的神经基质上。

2.指明关键脑区：将腹侧前运动皮层推向了前台，认为它可能是高级“动作概念”进行抽象表征和序列组合的核心枢纽，而不仅仅是执行具体运动的区域。

3.连接不同理论：为调和“符号主义”与“神经网络/动力系统”等认知理论架起了桥梁，表明符号操作可能通过特定脑区中神经群体的离散动力学状态来实现。

4.启发人工智能：为构建具有人类式组合泛化能力的人工智能模型，提供了来自大脑的、可验证的神经计算原理。

总而言之，这项研究就像神经科学的“罗塞塔石碑”，它破译了“创造性组合”这种高级智能在神经活动中的一种基本密码，为我们理解思维如何通过操作心理“积木”来创造新知，打开了一扇关键窗口。

参考消息：https://www.nature.com/articles/s41586-026-10297-x