慢皮质动力学：解锁情境处理与新奇检测的关键机制

为探究新奇检测（novelty detection）的神经回路机制，研究人员利用听觉 “oddball” 范式和双光子钙成像技术，对小鼠听觉皮层进行研究。结果发现慢皮质动力学编码刺激时间情境并对新奇刺激产生更强反应。该研究有助于理解大脑处理信息的机制。

　　大脑皮层会增强对新奇刺激的反应，同时抑制冗余刺激。新奇检测对于有效处理感官信息、构建环境预测模型至关重要，且在精神分裂症中该功能会发生改变。为探究新奇检测背后的神经回路机制，研究人员采用听觉 “oddball” 范式和双光子钙成像（two-photon calcium imaging）技术，测量小鼠听觉皮层（auditory cortex）对简单和复杂刺激的反应。刺激的统计学特征和复杂性在听觉区域引发了特定反应。神经元群体能可靠地编码听觉特征和时间情境。有趣的是，刺激诱发的群体反应持续时间特别长，反映了刺激历史并影响未来反应。这些缓慢的皮质动力学编码了刺激的时间情境，并对新奇刺激产生更强的反应。在 oddball 任务上训练的循环神经网络（recurrent neural network ，RNN）模型也展现出缓慢的网络动力学，重现了生物学数据。研究得出结论，循环皮质网络的慢动力学是信息处理和新奇检测的基础。