揭示人类选择与学习行为的皮层下神经机制:基于联合模型的脑行为关系研究

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:Proceedings of the National Academy of Sciences 9.4

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  来自国际团队的研究人员通过7T超高场功能磁共振(fMRI)结合联合建模技术,揭示了人类皮层下区域在决策紧迫性调节、价值编码(BOLD信号极性相反)及奖赏预测误差(RPE)处理中的关键作用。该研究创新性地采用同步拟合神经与行为数据的联合模型,为脑行为关系研究提供了新范式,填补了人类皮层下认知功能研究的空白。

  

战略行为需要学习与决策系统的精密配合。虽然动物实验早已证实皮层下区域在这些认知过程中的重要性,但人类相关研究仍存在大量空白。最新研究采用超高场7特斯拉功能磁共振成像(7T fMRI)技术,结合创新的联合建模方法(joint models),首次系统描绘了人类皮层下神经环路在决策学习中的功能图谱。

研究发现,纹状体不同亚区展现出截然相反的价值编码模式——当某些区域血氧水平依赖(BOLD)信号增强时,相邻区域却呈现信号抑制。更令人惊讶的是,尽管多个皮层下核团(如基底节)表现出典型的奖赏预测误差(RPE)神经表征,但传统认为的"多巴胺中枢"中脑区域却未见明显激活。此外,研究还首次量化了皮层下结构在"决策紧迫性"(urgency setting)调节中的贡献。

这项研究突破性地将联合建模应用于脑行为关系分析,该方法通过同步拟合群体与个体水平的神经行为数据,显著提升了统计效力。这些发现不仅完善了人类决策学习的神经环路理论,更为帕金森病、成瘾等皮层下功能障碍相关疾病的机制研究提供了新视角。超高场fMRI与计算建模的融合,标志着认知神经科学研究范式的重要革新。

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