双十一当前,Nature告诉你大脑是如何解决选择困难症

【字体: 时间:2020年11月03日 来源:生物通

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  关于大脑神经元如何影响选择的新见解:可以帮助研究成瘾,饮食失调以及其他涉及决策错误的神经精神疾病

  

双十一到来,你可曾陷入选择困难中,比如犹豫去看佳琦薇娅谁的直播,当我们权衡选择时,眼球上方的大脑细胞会急速运转中,动物研究表明,每种选择都会激活大脑中一组独特的神经元。

那么是什么让我们做出了最后的决定的呢?来自华盛顿大学医学院的研究人员对猴子进行的一项研究表明,这些神经元的活动编码了选项的价值,确定了最终决定,在实验中,研究人员让动物在不同的果汁口味之间进行选择,通过改变神经元的活动,研究人员改变了猴子发现每种选择的吸引力,从而导致动物做出不同的选择。

这一研究于11月2日发表在Nature杂志上。

文章作者Camillo Padoa-Schioppa博士说:“在许多精神和神经疾病中,患者总是做出错误的选择,但我们不知道为什么。现在,我们已经找到了这个难题的一个关键部分:当我们阐明选择背后的神经机制时,将对这些疾病有更深入的了解。”

在18世纪,经济学家Daniel Bernoull),Adam Smith和Jeremy Bentham提出,人们通过计算每个要约的主观价值,并在考虑数量,质量,成本和实际收到承诺要约的可能性等因素的情况下进行选择。一旦计算,将对值进行比较以做出决定。

而之后花费了将近三个世纪的时间,科学家们才找到这种计算和比较的第一个具体证据。在2006年,Padoa-Schioppa和哈佛医学院神经生物学教授John Assad博士在Nature杂志上发表了一篇开创性的论文,描述了发现编码提供和选择的主观价值的神经元。神经元位于眶额叶皮层,即与目标定向行为有关的眼睛上方的大脑区域。

但是,当时他们无法证明大脑中编码的值如何直接导致选择其中一个选项而不是另一个。

Padoa-Schioppa说:“我们发现了编码主观价值的神经元,但是价值信号可以指导各种行为,而不仅仅是选择。它们可以指导学习,情绪,知觉注意力和运动控制方面。我们需要证明特定大脑区域的价值信号可以指导选择。”

为了研究神经元编码的值与选择行为之间的联系,研究人员进行了两个实验。Sébastien Ballesta博士和研究生Weikang Shi等人设计了其中一个实验。

在一项实验中,研究人员反复向猴子提供了两种饮料,并记录了动物的选择。提供的饮料数量不等,包括柠檬汁,葡萄汁,樱桃汁,桃汁,果汁饮料,苹果汁,酸果蔓汁,薄荷茶,猕猴桃饮料,西瓜汁和盐水。猴子通常喜欢一种口味而不是另一种口味,但它们也喜欢得到更多而不是更少,因此它们的决定并不总是那么容易。

然后,研究人员在每只猴子的眶额皮质中放置了微小的电极。电极可无痛刺激代表每种选择价值的神经元。当研究人员在给猴子提供两杯饮料的同时,通过电极传递低电流时,这两种选择的神经元开始放电得更快。从猴子的角度来看,这意味着两种选择都更具吸引力,但是由于大脑中值的编码方式,一种选择的吸引力比另一种增加了。结果是低水平的刺激使动物更有可能以一种可预测的方式选择一种特定的选择。

在另一个实验中,猴子在做出选择之前先看到了一个选择,然后是另一个选择。在猴子正在考虑一种选择的同时提供更高的电流会破坏当时发生的价值计算,从而使猴子更有可能选择不受干扰的任何一种选择。该结果表明在眶额皮质中计算出的值是做出选择的必要部分。

Padoa-Schioppa说:“当涉及到这种选择时,猴脑和人脑看起来非常相似。” “我们认为,同一条神经回路是人们做出各种选择的基础,例如选择餐厅菜单上的不同菜肴,金融投资或选举中的候选人之间。甚至是重大的人生决定,例如选择哪个职业或与谁结婚,每一次选择是基于主观偏好,这个神经回路就是负责任的那个。”

(生物通)

原文标题:

Values encoded in orbitofrontal cortex are causally related to economic choices

https://www.nature.com/articles/s41586-020-2880-x


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