北京中科白癜风医院平安医院 http://baijiahao.baidu.com/s?id=1687299055851876037&wfr=spider&for=pc在刚刚出版的《自然》杂志上新发表的一篇研究论文，题为：“额叶皮层神经元类型对单个决策变量进行分类编码”（Frontalcortexneurontypescategoricallyencodesingledecisionvariables）。《自然》杂志评价道，这一科技成果终于揭开了大脑是如何产生认知的这一关键谜团。
我们许多人都知道，人们往往用看不见的概念来解释我们人类的行为，比如动机、好奇心、焦虑和信心等。目前尚不清楚这些精神上的东西是什么样的机理，是否是由大脑特定区域的特定神经元的编码。
冷泉港实验室的亚当·凯佩奇（AdamKepecs）教授在《自然》杂志上发表的新研究中揭示了这样的问题。
冷泉港实验室（ColdSpringHarborLaboratory，缩写CSHL），是一个位于美国纽约州长岛冷泉港非营利的私人科研与教育中心。此机构的研究对象包括癌症、神经生物学、植物遗传学、基因组学以及生物资讯学，其主要成就为分子生物学领域，该研究所一共诞生了7位诺贝尔奖得主。除科学研究外，冷泉港实验室还参与一些教育计划。如今约有位研究人员在冷泉港实验室从事科研工作。
该团队研究了眶额皮质，该区域对于人类和动物的决策至关重要。对这个大脑区域的损害会损害决策能力。眶额皮质（orbitofrontalcortex，缩写OFC），又称为前额叶基底部，是位于大脑额叶前下方的前额叶皮质。
史上一个著名的例子，一名铁路工人菲尼亚斯·盖奇（PhineasGage）在爆炸中铁棍刺穿了他的头骨，但该地区幸免于难而幸存下来，使得他的认知与决策能力依然健在。
科学家们阐明眶额叶皮层中的神经元是如何具体编码例如动机或信心这样的心理变量的。凯佩奇说：“我们想了解神经元如何为这些神秘实体编码，其背后的逻辑是什么，眶额皮质的结构是什么。”通过监测做出复杂决定的大鼠大脑中的神经元活动，研究小组确定了眶额皮质功能组织中新颖的、过去未曾考虑的结构。
研究人员试图确定这种神经活动所代表的信息。过去的研究方法是确定神经元关心的世界上哪些特征（哪些增加了他们的活动）以及它们对哪些特征不敏感（活动没有变化）。例如，在视觉皮层中，神经元被调整到对象的边缘，并且每个神经元都偏向于不同方向的边缘。凯佩奇说：“当人们处理心理变量时，问题就变成：我该如何定义它们？我如何真正知道这是信心还是价值的东西？”
关键的是使用选择行为的数学模型来计算“决策置信度”。这种方法得出了相当具体的预测，即根据观察到的变量（例如决策的难度或做出的选择），置信度的表示是什么样的。事实证明，许多眶额神经元与这些预测一致，其活动随着所定义的决策信心而增加或减少。
以前对眶额叶皮层的研究已经确定了相似的心理变量，但是与其他大脑区域（如视觉皮层）不同，它们的反应没有顺序，编码的复杂性令人困惑。凯佩奇说：“过去人们解决策的神经基础的认知十分模糊。”
为了弄清这种机理，凯佩奇和他的团队采取了与不同的方法。科学家们记录了大量的眶额皮质神经元，并使用复杂的人工智能机器学习技术来了解其活动模式。研究小组发现神经元分为不同的功能组。而且，每组神经元都为不同的心理变量编码，例如决策信心或奖励价值，从而揭示了迄今为止从未被认知的高度结构化的组织。
研究人员想知道这些功能基团是否由专门的解剖结构支持。为此，该团队使用特制病*将特定的神经元作为目标，这些神经元将连接发送到纹状体（striatum），纹状体是端脑皮质下的一部分。这是基底核的主要输入区，对于更新或重新思考选择的价值至关重要。他们监测了这些神经元的活动，发现了另一个重要的心理变量编码，即奖励值，在预期奖励较低时增加了活动。
凯佩奇说：“对我们而言，功能逻辑中可能包含解剖逻辑。”解构神经元在不同任务中如何运作以及它们在大脑中的物理结构之间的这种逻辑关系将为诸如精神疾病的治疗开辟可能性，例如更准确地刺激患有严重抑郁症、帕金森氏症和其他疾病的患者的大脑疾病类型，这些发现可能会导致开发出更有效的对于强迫症、如强迫性*博成瘾和其它精神性病类的治疗方法。
参考资料：JunyaHirokawaetal.“Frontalcortexneurontypescategoricallyencodesingledecisionvariables”,Nature.04December
