人类的大脑如何在生存任务之间切换?

下丘脑是人类大脑的一个小区域，通常与调节体温、饥饿、口渴、疲劳和睡眠有关。但它还有另一个重要作用:帮助大脑和身体在不同和相反的生存行为之间切换，比如捕猎猎物和逃离捕食者。这是美国加州理工学院的Jaejoong Kim和Dean Mobbs及其同事6月27日发表在开放获取期刊《公共科学图书馆·生物学》上的一项新研究的结论。

　　

下丘脑是人类大脑的一个小区域，通常与调节体温、饥饿、口渴、疲劳和睡眠有关。但它还有另一个重要作用:帮助大脑和身体在不同和相反的生存行为之间切换，比如捕猎猎物和逃离捕食者。这是美国加州理工学院的Jaejoong Kim和Dean Mobbs及其同事6月27日在开放获取期刊《PLOS Biology》上发表的一项新研究的结论。

先前对动物的研究表明，下丘脑在行为之间的转换中起着至关重要的作用，但尚不清楚这是否适用于人类。由于下丘脑的体积很小，研究人类大脑区域具有挑战性;它的几个子区域低于典型的功能性磁共振成像(fMRI)扫描的分辨率。

在这项新研究中，研究人员开发了基于人工智能的方法来优化和分析21名健康人的大脑功能磁共振成像扫描，这些扫描是在四个小时的时间里进行的，当时人们在功能磁共振成像扫描仪内从事狩猎和逃跑的生存游戏。参与者必须控制一个角色，在追捕猎物和逃离捕食者之间切换。

研究人员建立了一个计算模型来解释运动模式的差异，这些模式是狩猎行为与逃跑行为的特征。然后，他们分析了运动的变化与下丘脑活动的细微变化之间的联系。通过这种方法，研究小组发现，下丘脑的神经活动模式，以及与下丘脑直接相连的大脑附近区域，与行为转换有关——至少与生存行为有关。此外，这种下丘脑信号的强度可以预测一个人在下一次生存任务中的表现。虽然在捕猎和逃跑行为之间的转换中可以看到这种关联，但在其他行为之间的转换中却没有观察到这种关联。

作者得出结论，下丘脑在人类大脑如何在生存行为之间切换和协调中起着关键作用——这是一种重要的、进化上有利的功能。

作者补充说:“新的研究表明，使用先进的成像和计算建模方法，人类下丘脑在狩猎和逃跑等生存行为之间的转换中发挥了重要作用。这项研究还揭示了下丘脑如何与其他大脑区域相互作用，以协调这些生存策略。”