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在行为决策研究中，为探究动作选择的神经机制，研究人员开展了 “海马 - 内嗅认知地图和皮质运动系统对行动计划及其结果的表征” 研究。结果发现二者协同参与动作评估，这挑战了经典记忆分类模型，为理解动作选择的神经基础提供新视角。
在日常生活中，人们常常需要从众多的行动方案中做出选择，比如在复杂的交通路线中选择最优路径，或者在不同的工作任务中决定先做哪一项。然而，大脑究竟是如何权衡和选择这些行动方案的呢？这背后的神经机制一直是科学界争论的焦点。传统的记忆分类模型将记忆分为显性记忆和隐性记忆，认为熟练的运动表现主要依赖于隐性的程序性记忆系统，而海马 - 内嗅系统在动作选择中的作用并未得到充分重视。但实际上，人类能够快速学习并利用任意的动作 - 结果关联，这种能力暗示着大脑中存在更为复杂的机制。为了深入探究这一问题，来自德国马克斯?普朗克人类认知与脑科学研究所（Department of Psychology, Max Planck Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Leipzig, Germany）等机构的研究人员开展了相关研究 ，其成果发表在《Nature Communications》上。
研究人员主要运用了功能性磁共振成像（functional magnetic resonance imaging，fMRI）技术与沉浸式虚拟现实（virtual reality，VR）游戏相结合的方法。他们招募了 46 名参与者，让参与者在 VR 环境中进行为期 2 天的训练，学习通过操纵两个虚拟操纵杆执行不同的动作组合，这些动作组合会引发虚拟球的发射，球的落点和可见性等结果与动作相关。训练结束后，参与者接受 fMRI 扫描，并完成一系列任务来测试他们对动作 - 结果关联的理解和运用能力。
研究结果
- 参与者成功学习动作 - 结果关联并构建认知地图：参与者在 VR 环境中成功学会了将任意动作与相应结果关联起来。通过关系评分任务（Rating Tasks）和两两比较任务（Comparison Tasks）发现，参与者能够根据动作组合或彩色球（代表特定动作结果）的预期结果进行相似性判断，且判断结果与实际动作 - 结果空间中的距离显著相关。这表明参与者成功构建了一个内部抽象结构（认知地图），准确地反映了不同动作在结果方面的相互关系12。
- 内嗅皮层表征不同行动计划的关系结构：在第一个比较任务中，研究人员假设内嗅皮层（entorhinal cortex，EC）存在网格样活动，通过表征相似性分析（Representational Similarity Analysis，RSA）发现，EC 活动存在显著的六向调制，即当不同动作组合对在假定的动作 - 结果空间中的隐含方向角度差为 60° 的倍数时，fMRI 活动模式的相似性更高。这表明 EC 的六向调制代表了抽象的动作 - 结果空间，反映了多个动作 - 结果关联之间的关系结构34。
- 海马体活动反映动作 - 结果空间中的距离：研究人员假设海马 - 内嗅系统在比较动作组合时，其活动会根据动作 - 结果空间中两个动作组合的距离而产生适应。通过 fMRI 适应分析发现，在第一个比较任务中，海马体（hippocampus，HPC）对距离较近的动作组合表现出更强的 fMRI 适应，且该效应在全脑水平也得到证实。在第二个比较任务中，HPC 和 EC 对距离较近的彩色球同样表现出更强的适应。这表明 HPC 活动与抽象空间中不同动作组合之间的距离相关，进一步证明了大脑中存在类似地图的抽象动作 - 结果知识表征56。
- 辅助运动区编码个体动作：在第一个比较任务中，研究人员对辅助运动区（Supplementary Motor Area，SMA）和前运动皮层（premotor cortex，PMC）进行 BOLD 适应分析。结果发现，SMA 在两个动作组合共享相同动作的试验中激活增加，而 PMC 未表现出显著变化。这表明 SMA 编码个体动作 - 结果关联，且不受动作 - 结果空间距离的影响，与海马 - 内嗅系统的二维动作 - 结果空间表征不同78。
- 海马体与 SMA 在动作评估中相互协调：通过广义心理生理相互作用分析（generalized psychophysiological interaction analysis，gPPI）发现，在第一个比较任务中，左 HPC 与 SMA 之间的功能连接随着动作组合在动作 - 结果空间中的距离增加而增强。这表明海马 - 内嗅系统的动作 - 结果关系地图式表征与 SMA 中的个体动作表征在动作比较过程中相互作用910。
研究结论与讨论
该研究表明，海马 - 内嗅系统可以使用类似于空间导航的认知地图结构来表征任意动作 - 结果关联的关系结构，并且该系统与负责运动规划、选择和执行的皮质运动区域相互作用。这一发现具有重要意义，它挑战了传统的记忆分类模型，强调了海马 - 内嗅系统在灵活动作选择中的重要作用，表明高效的工具性动作可能依赖于对动作 - 结果关系整体组织的更明确知识。此外，研究还发现内侧前额叶皮层（mPFC）和外侧眶额叶皮层（lOFC）也参与了抽象动作 - 结果空间的表征，进一步揭示了大脑在动作选择过程中的复杂机制。然而，研究也存在一些局限性，如无法确定海马 - 内嗅系统与 SMA 之间相互作用的方向性。未来的研究可以采用高空间分辨率和高时间敏感性的方法，如颅内记录，来进一步探究这一问题。总体而言，该研究为理解大脑如何进行动作选择提供了新的视角，有助于推动对人类行为决策神经机制的深入研究 。
