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在日常选择中，大脑如何灵活运用不同估值方案尚不清楚。研究人员监测两只猴子海马（HPC）和眶额叶皮层（OFC）神经活动开展情境依赖决策研究。结果发现 HPC 编码情境信息并经 θ 同步传递给 OFC，OFC 进行情境依赖价值表征。这为理解大脑决策机制提供依据。
在生活中，我们常常会面临各种选择，而这些选择往往受到不同情境的影响。比如，在超市打折时，我们可能会购买一些平时觉得价格较高的商品；但如果没有折扣，我们或许就会放弃购买。大脑是如何在不同情境下做出合适决策的呢？这一问题一直困扰着科学家们。以往研究虽然发现大脑中一些区域与决策有关，但对于大脑如何灵活运用不同估值方案来适应不同情境，仍然知之甚少。为了揭开这个谜团，来自美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员托马斯?W?埃尔斯顿（Thomas W. Elston）和乔尼?D?沃利斯（Joni D. Wallis）开展了一项极具意义的研究，该研究成果发表在《Nature Neuroscience》上。
研究人员为了探究大脑在情境依赖决策中的机制，训练两只雄性恒河猴进行一项情境依赖选择任务。在这个任务中，猴子需要根据不同的任务状态，对奖励预测图片进行价值判断并做出选择。研究人员运用了多种技术方法，其中主要的有关键技术包括：神经生理学记录技术，通过在猴子大脑的海马（Hippocampus，HPC）和眶额叶皮层（Orbitofrontal Cortex，OFC）植入记录装置，来记录神经元的活动；统计分析方法，利用回归模型、方差分析（ANOVA）等对行为数据和神经数据进行分析；此外，还使用了主成分分析（PCA）、线性支持向量机（SVM）解码等技术来研究神经元群体的活动和价值表征。
行为学表现
研究人员训练两只猴子（K 和 D）进行基于任务状态的价值决策任务。在每次试验中，猴子会先看到一个状态提示，提示当前试验应依据状态 A 或 B 的价值方案进行评估。短暂延迟后，猴子会看到一个（强制选择，占 20% 试验）或两个（自由选择，占 80% 试验）选项进行选择。通过回归模型分析发现，两只猴子在选项价值差异较大时反应更快。猴子 K 在状态 B 下反应比状态 A 更快，而猴子 D 的决策时间不受任务状态影响。这表明猴子能够根据任务状态和选项价值差异灵活做出决策。
HPC 和 OFC 中状态和价值信息的编码
研究人员在猴子执行任务时，同时记录 HPC 和 OFC 中的神经元活动。通过滑动窗口 ANOVA 分析发现，在状态提示阶段，HPC 神经元比 OFC 神经元更倾向于编码状态信息；而在选择阶段，情况则相反。进一步研究发现，HPC 神经元倾向于编码一般价值，而 OFC 神经元编码状态和价值的相互作用。通过对单个神经元的分析以及在主成分空间中的旋转和跨情境解码器泛化等多种分析方法，均表明 OFC 中的价值编码是情境依赖的。
HPC - OFC 通过 θ 振荡进行通信
研究发现，在整个任务过程中，θ 振荡是主要的振荡活动。状态提示出现后，HPC - OFC 之间的 θ 相干性迅速增加，并在选择选项出现时达到峰值。通过广义部分定向相干（GPDC）分析和格兰杰因果分析发现，信息主要从 HPC 流向 OFC。此外，许多 HPC 和 OFC 神经元在状态提示期间受到局部场电位（LFP）振荡活动的显著调制，且状态编码的 HPC 神经元在其偏好状态下的相位调制更强，这表明相位编码可能是 HPC 向 OFC 传递状态信息的一种机制。
研究结论表明，HPC 和 OFC 在依赖认知地图的行为中起着核心作用。HPC 神经元将线索分类，并通过 θ 同步在 OFC 中选择合适的决策电路。这一研究挑战了 OFC 编码抽象 “通用货币” 价值的传统观点，同时也为理解大脑决策机制提供了新的视角。研究还发现，OFC 的价值编码比以前认为的更加灵活，这种灵活性需要 HPC 和 OFC 电路之间的协调相互作用，而 θ 波段的振荡相干性在其中起到了关键作用。此外，研究结果对于理解神经精神疾病中 HPC 和 OFC 之间的功能障碍也具有重要意义，为开发相关治疗方法提供了理论基础。总的来说，这项研究为揭示大脑情境依赖决策的神经机制做出了重要贡献，为后续进一步研究大脑决策过程提供了重要的参考依据。
