与图像相关的奖励足以激活大脑的视觉皮层

一旦恒河猴学会了将图片和奖励联系起来，奖励本身就足以改变猴子视觉皮层的活动。这一发现是由神经生理学家Wim Vanduffel和John Arsenault (KU Leuven和哈佛医学院)和美国同事使用功能性脑部扫描发现的，并于最近发表在领先期刊上神经元．

我们的视觉知觉不仅仅是由视网膜活动决定的。其他因素也会影响大脑中视觉信号的处理。”选择性注意就是这样一个因素，”维姆·凡达费尔教授说。“你越关注一个刺激越好。视觉感知你的和更有效吗视觉皮层就是在处理那个刺激。另一个因素是刺激的奖励价值:当一个视觉信号与奖励联系起来，就会影响我们对视觉信号的处理。在这项研究中，我们想要调查奖励是如何影响视觉皮层的活动的。”

为了做到这一点，研究人员使用了巴甫洛夫著名的条件反射实验的一个变种:“想象一下，巴甫洛夫在摇铃后给狗吃。铃声是刺激，食物是奖励。最终，狗学会了把铃铛和食物联系起来，只听到铃声就流口水。实际上，巴甫洛夫去掉了奖励，但保留了刺激。在这项研究中，我们去掉了刺激，但保留了奖励。”

在研究中，恒河猴第一次遇到屏幕上投影的图像，然后是果汁奖励(经典条件反射)。之后，猴子在观看空白屏幕时获得果汁奖励。功能磁共振成像大脑扫描在这个实验中，猴子的视觉皮层在没有任何图像的情况下被激活。

重要的是，这些激活并不是在整个视觉系统中扩散，而是局限于特定的区域大脑区域负责处理之前在条件反射过程中使用的精确刺激。这一结果表明，有关奖励的信息被发送到视觉皮层，以指示哪些刺激与奖励有关。

同样令人惊讶的是，这些只有奖励的试验被发现加强了线索-奖励的关联。这或多或少相当于在巴甫洛夫的狗进行条件训练后，给它额外的食物，第二天注意到它的唾液量是之前的两倍。更普遍地说，这一结果表明，奖励与刺激的关联时间比之前认为的要长。

为什么在视网膜上没有视觉刺激的情况下，视觉皮层会有选择性地做出反应?一个可能的解释是多巴胺。“多巴胺是神经细胞中的一种信号化学物质(神经递质)，在处理奖励、动机和运动功能方面发挥着重要作用。多巴胺在奖励信号中的作用是一些帕金森患者在服用增加多巴胺的药物后陷入赌博成瘾的原因。意识到多巴胺在奖励中的作用后，我们给猴子服用了小剂量的阻断多巴胺信号的药物，重新进行了实验。我们发现多巴胺阻滞剂降低了视觉皮层的激活。这里可能发生的是一个奖励信号通过多巴胺被发送到视觉皮层，”Vanduffel教授说。

这项研究使用功能磁共振成像(fMRI)扫描来可视化大脑活动。功能磁共振成像扫描通过检测血液流动的变化来绘制大脑的功能活动。在一个特定的大脑区域，氧含量和血量根据不同的情况而不同大脑与给定任务相关联的活动。通过这种方式，可以跟踪特定于任务的活动。

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