说到竞争,前扣带回皮层最擅长。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


科学家喜欢研究选择行为。这是一个重要的研究领域,适用于许多不同的应用,包括市场营销,也包括配偶选择、营养、药物成瘾,以及……你的生活充满了选择。当你站在商店里,面对那堵堆满各种麦片的巨大墙壁时?当你决定按下闹钟的稍后提醒时?当你决定在晚餐后看甜点菜单时?所有这些都是不同类型的选择,我们的大脑有不同的方法来计算每种选择的成本和收益(或者,就我而言,看到那巨大的麦片通道时,大脑完全崩溃。我讨厌那东西)。

但是,当科学家研究选择和决策时,他们通常会在某种程度上在真空中研究它。不是字面意义上的真空,而是在一个变量非常少的环境中。你有一只老鼠,可以选择杠杆,或者在迷宫中选择方向。你有一个人在扫描仪中,可以选择两个不同的物体或下注多少。这对于研究不同类型的决策是如何做出的非常有用,但是随着我们对选择了解的更多,我们必须开始添加更多的变量。

而且,在现实生活中的选择中,还伴随着其他东西:竞争。许多最重要的决定是在竞争存在的情况下做出的,例如对资源的决定。找到一片好的浆果地?可能有人在你之前来过那里。遇到一位你想追求的可爱雌性或雄性田鼠?可能还有另一个追求者在敲门。所以现在的问题变成了,大脑如何在竞争存在的情况下处理决策?


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Hillman和Bilkey。“前扣带回皮层中竞争努力的神经编码”《自然神经科学》,2012年。

为了研究竞争如何改变大脑处理选择的方式,这项研究的作者不得不发明一种新的行为研究。他们设置了老鼠来记录前扣带回皮层的神经元,该区域参与确定成本效益决策中的努力程度。然后他们让老鼠跑迷宫。在迷宫的一侧,老鼠可以获得两个食物颗粒,这两个颗粒在一个隔板旁边。隔板的另一侧是另一只老鼠,它也获得了自己的两个食物颗粒。在迷宫的另一侧,老鼠可以获得十二个食物颗粒,但这次隔板稍微打开,这意味着老鼠正在与另一侧的另一只老鼠竞争食物。

因此,选择是在一个没有竞争的位置(奖励较小)和一个有竞争的位置(奖励较大)之间。

当老鼠做出这个决定时,他们记录了前扣带回皮层的神经元活动。

你可以看到图中底部的热图,它显示了前扣带回皮层的总活动。形状是迷宫。没有竞争的奖励在左侧,有竞争的奖励在右侧。你可以看到,当决策涉及竞争时,前扣带回皮层的活动在右侧比在左侧更高。

放电差异也随着动物社会支配地位的特征而变化。当老鼠面对另一只它知道是臣服于它的老鼠时,前扣带回皮层的放电比老鼠面对另一只它知道是支配地位的老鼠时更多。

经过进一步分析,出现了一些有趣的结果。前扣带回皮层的活动并不取决于竞争的结果,而仅仅取决于成本效益方程中存在竞争对手。因此,放电的变化似乎是老鼠分析选项方式的变化,它知道竞争对手的存在,但与老鼠做出的最终决定无关。作者称之为“竞争努力的编码”,即计算获得奖励需要多少努力。

这是第一次有人使用老鼠之间的一对一竞争来研究这个问题,但我想知道,如果奖励只是更难获得并且需要更多的工作(例如,通过按压杠杆),这种“竞争努力”放电是否也适用于其他类型的努力。 “竞争努力”与其他类型的努力有何不同?以及如何不同?

但是,下次当你开始争夺位置以获得最后一个甜甜圈时,想想你的选择。并想想你的前扣带回皮层。

Hillman KL, & Bilkey DK (2012)。前扣带回皮层中竞争努力的神经编码。《自然神经科学》,15 (9), 1290-7 PMID: 22885851

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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