近日, eLife 期刊線上發表了題為《注意力能夠調節眶額皮層神經元對外界物體的價值編碼》的研究論文, 該研究由中國科學院神經科學研究所、腦科學與智慧技術卓越創新中心楊天明研究組完成。 該研究使用清醒獼猴在體電生理記錄, 發現獼猴眶額皮層神經元即時反映大腦正在關注的物體的價值。 這一研究解釋了注意力和價值編碼在抉擇過程中的相互關係。
抉擇在生活中隨處可見, 比如在水果店挑選柳丁。 我們挑選柳丁的過程往往是一個一個拿起來, 看一看, 聞一聞, 決定放回去或者裝進袋子裡,
注意力、獎勵和抉擇這些因素在正常情況下高度相關。 為了把這些因素對神經元的編碼的影響進行區分, 研究人員設計了一個精巧的實驗。 在這個實驗中, 獼猴只需要在顯示器上觀看一些代表不同大小的果汁獎勵的圖片。 如果螢幕上只有一張圖片, 獼猴只要保持眼睛注視螢幕中央, 不用做任何選擇即可得到相應的獎勵。
在獼猴觀看兩張圖片的時候, 雖然最終獲得的獎勵可能是其中的任意一幅, 但是研究人員通過測量獼猴的瞳孔反應, 發現獼猴的注意力總是集中在獎勵比較大的圖片上。
這項研究的結果表明, 與大腦視覺皮層並行編碼多個物體的視覺性質的情況不同, 眶額葉神經元僅編碼注意力所在的物體的價值。 因此, 大腦對價值資訊的處理, 在眶額葉皮層已經轉化為一個串列的過程。 由於神經科學家們普遍認為眶額葉編碼的價值資訊被前額葉更高級的腦區運用來進行價值判斷和抉擇, 這項研究很可能意味著大腦的價值抉擇過程是一個串列過程。 而眶額葉也有別於較低級的感覺皮層, 位於大腦資訊處理的較高層次, 其神經元的活動反映了我們的抉擇和認知的過程。
該研究在研究員楊天明的指導下,由博士生謝洋和聶車暢完成。該課題獲得了中科院百人計畫、上海市科委科研計畫專案(15JC1400104)的支持。
圖注:(A)獼猴在同時觀看兩張圖片的時候,獼猴的注意力集中在關聯較大獎勵的圖片,而眶額皮層神經元電活動也僅僅編碼價值較大圖形的價值。(B)在通過轉動圖片來吸引獼猴的注意力的時候,眶額葉神經元的電活動被注意力所引導,編碼了被轉動的圖片的價值。(C)計算模型很好解釋了注意力的切換與圖片價值之間的相互關係。圖中虛線為當圖形轉動時由於注意力轉換而引起的神經元發放的變化。其中綠色虛線為計算模型的預測,紅色虛線為實際資料。詳見Xie, Nie, and Yang, 2018.
該研究在研究員楊天明的指導下,由博士生謝洋和聶車暢完成。該課題獲得了中科院百人計畫、上海市科委科研計畫專案(15JC1400104)的支持。
圖注:(A)獼猴在同時觀看兩張圖片的時候,獼猴的注意力集中在關聯較大獎勵的圖片,而眶額皮層神經元電活動也僅僅編碼價值較大圖形的價值。(B)在通過轉動圖片來吸引獼猴的注意力的時候,眶額葉神經元的電活動被注意力所引導,編碼了被轉動的圖片的價值。(C)計算模型很好解釋了注意力的切換與圖片價值之間的相互關係。圖中虛線為當圖形轉動時由於注意力轉換而引起的神經元發放的變化。其中綠色虛線為計算模型的預測,紅色虛線為實際資料。詳見Xie, Nie, and Yang, 2018.