映射大脑中的决策途径

每天，人们都会做出数百个决定。虽然大多数都是小而无关紧要的事情，比如选择吃什么、穿什么，但也有一些更复杂，涉及权衡潜在的成本和收益，比如决定是为了学习得更好，还是和朋友出去玩。

像这样的决定取决于个人的价值观和偏好，但是大脑的活动这些选择所涉及到的问题仍然没有得到很好的理解。现在，冲绳岛科技研究生院(OIST)的科学家们发现了一个新的海域大脑这可能涉及到成本效益决策。

“以前，许多神经科学家认为，大脑的每个区域都执行着特定的功能，比如识别面孔、记忆或运动，”Bianca Sieveritz博士说，他曾是博士生，现在是OIST行为单元大脑机制的初级研究员。“但近年来，我们意识到情况要复杂得多认知过程通过跨大脑的分布式网络进行，具有许多不同的大脑区域沟通。“

为了理解像决策这样的认知能力是如何工作的，科学家首先需要弄清楚大脑的哪些部分是相互连接的。这些连接是由叫做神经元。神经元有又长又细的突起，可以伸出来，向大脑各个区域的其他神经元发送信号。

但要描绘出这些联系并不容易。“这并不像识别大脑的一个区域与另一个区域的连接那么简单，”西维茨博士解释说。“在每个大脑区域内，都有许多不同类型或亚类别的神经元，你需要能够识别这些神经元，而每个神经元亚类别可能只与大脑的另一个区域相连，或参与某一特定功能。”所以非常混乱和复杂。”

在这项研究中，发表于大脑结构与功能西维茨博士检查了大脑中被称为腹内侧丘脑的区域。大脑的这一区域主要参与运动，该区域的异常功能与帕金森氏症的症状有关。但许多神经科学家认为，这个区域可能还有其他未被发现的功能。

而许多来自丘脑腹内侧的神经元连接到电机皮质，其他神经元进一步达到前额外的皮质。这个区域位于我们大脑的前部，在更复杂的认知行为中扮演着重要的角色，包括个性的表达和对语言的理解。

但是前额皮质它是巨大的，由数百万个神经元组成，所以这项研究集中在前额皮质的一个小区域——前边缘皮质。前边缘皮层位于大脑两个半球的交汇处，此前已被发现在恐惧条件反射、工作记忆和决策中发挥作用。

利用大鼠的大脑切片，西维茨博士使用不同的化学标记物对丘脑腹内侧的神经元末端以及前边缘皮层最外层的不同神经元末端进行染色。然后，她确定了这些神经元的末端相遇的位置，并形成了一个连接点，即突触。

她发现，在前边缘皮层内形成的大多数连接是与一种特定的神经元亚类，称为皮质-纹状体神经元。

“前边缘皮层的皮质纹状体神经元对于成本效益决策非常重要，”西维茨博士说。“如果腹内侧丘脑向这些皮质纹状体神经元发送信号，这可能意味着腹内侧丘脑在成本效益决策中也起着作用。”

有趣的是，西维茨博士注意到，丘脑腹内侧的神经元也向前边缘皮层中的抑制性神经元发送信号。抑制性神经元减缓或阻止其他神经元的放电，对保持大脑活动在仔细控制下至关重要。

“我们知道这些抑制性神经元实际上延伸到皮质中，并连接到大脑更深层层的皮质纹纹神经元，并可能抑制其活动，”Sieveritz博士说。“来自腹侧丘脑和抑制性神经元的神经元之间的连接可以提供一种掺入皮质纹状体神经元的活性的方式。”

西维茨博士强调，虽然她的研究结果表明，腹内侧丘脑与成本效益决策有关，但还需要进一步研究来揭示它在这一认知过程中的确切作用。该团队现在计划在老鼠身上进行行为研究，以确定来自腹内侧丘脑的信号是否会改变老鼠是选择价格更高的高质量食物，还是价格更低的低质量食物。

这项研究让科学家们在了解成本效益决策的复杂过程背后的电路方面又迈进了一步。“神经科学就像一个巨大的拼图;每个人只能做很小一部分，”西维里茨博士说。“但如果把我们所有的研究都结合起来，希望我们能看到更大的图景。”

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