神经生物学家揭示了价值决策是如何编码进我们的大脑的
2019年,加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现了大脑中做出“价值决策”的区域。
他们发现,大脑中有一个被称为脾后皮层(RSC)的区域,是我们用来做出价值选择的地方,比如我们决定今晚去哪家餐厅吃饭。然后,我们根据自己对晚上的汤和意大利面有多喜欢的新印象,用新的信息更新RSC。
由生物科学部博士后学者Ryoma Hattori和Takaki Komiyama教授领导的新研究揭示了这种动态信息是如何被处理的细节。研究结果发表在11月23日的杂志上神经元的研究表明,持久性可以使价值信号在大脑的不同区域,尤其是RSC,得到最有效的表示或“编码”。
去调查如何的细节大脑的活动代表的价值决定在精神分裂症、痴呆和成瘾等神经系统疾病中,动物的核心行为会受到损害。研究人员建立了强化学习实验,在实验中,给小鼠提供选项,它们的选择会得到一定概率的奖励。他们记录了强化学习过程中相应的大脑活动。结果数据和网络模拟指出了持久编码在小鼠及其价值决策如何表示方面的重要性,而RSC是其中的一个纽带活动.
作者在论文中解释说:“这些结果表明,尽管信息编码是高度分布的,但并不是所有在神经活动中表示的信息都可以用于每个区域。”“这些结果表明,依赖于上下文的、不纠缠的持久性有助于可靠的信号编码及其在大脑中的分布。”
据服部说,已知神经元在不同的活动模式中循环,一些神经元活跃,另一些保持沉默。这些大脑活动模式已被证明与某些任务相关的信息相关,如决策的价值信息。由于RSC在连接多个大脑网络和功能方面起着核心作用,新发现进一步证实了该部位的根本重要性。
“我们认为,在老鼠的大脑中,RSC是价值信息的稳定存储库,”服部说。“当老鼠进行强化学习和决策时,RSC似乎将价值信息分配到其他大脑区域,这些区域对进一步处理价值信号至关重要。”
为了进一步验证他们的发现,服部和小宫山利用了他们的“大数据”宝库,其中包括实验期间记录的超过10万个老鼠决策。他们编程人工智能(AI)网络在基于计算机的强化试验中模仿行为策略,并发现了与现实世界实验非常相似的结果。
“当我们训练人工智能网络做同样的行为时,它采用了同样的策略和同样的表达方式信息在神经活动Komiyama说,他是神经生物学(生物科学部)和神经科学(医学院神经科学系)的教授,隶属于加州大学圣地亚哥分校的神经回路和行为中心和halakchozylu数据科学研究所。“这表明,这是神经回路执行这种行为的进化选择策略。这种生物之间的平行关系大脑龙马训练的人工智能真的很有趣。”
更多信息:Ryoma Hattori等人,上下文依赖的持久性作为健壮和广泛分布的值编码的编码机制,神经元(2021)。DOI: 10.1016 / j.neuron.2021.11.001