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科学家解码脑电波,揭示猴子内心策略与性格差异

脑电波解码示意图

当人们看到神经元参差不齐的脑电记录时,可能会疑惑其中蕴含多少有用信息。美国华盛顿大学圣路易斯分校的研究人员通过一项创新实验,成功解码了猴子在执行任务时的脑电活动,不仅揭示了它们采取的策略,还清晰显示出不同的性格特征。该研究发表于《科学》杂志,为脑机接口和神经解码领域提供了重要见解。

研究团队设计了一项“中心—外围任务”的变体,要求两只猴子绕过障碍物抓取目标。他们记录了猴子运动前区皮层(premotor cortex)的神经元放电活动,并利用解码算法提取运动参数。实验中,两只猴子表现出截然不同的行为模式:一只活跃型(H猴)倾向于快速行动,另一只安静型(G猴)则更为谨慎。

任务分为三个阶段:首先,猴子需将手从中心位置移动到目标位置;其次,目标出现但障碍物尚未显示;最后,障碍物出现,猴子需调整路径。通过分析神经元群体的放电率,研究人员能够解码出猴子手的位置、目标位置和速度向量。在第二阶段,H猴的公共向量(population vector)直接指向目标,表明它计划立即行动;而G猴的公共向量则保持中性,等待障碍物信息。当障碍物出现后,H猴的向量迅速调整,而G猴则直接规划出避障路径。

有趣的是,在无障碍物的实验中,H猴的快速策略使其抓取更准确;而在有障碍物时,G猴的谨慎策略则更高效。这表明不同认知类型各有优势,类似于人类中的“冲动型”与“沉思型”性格。该研究不仅加深了对运动控制神经机制的理解,还为脑机接口的个性化设计提供了依据。

参考文献:
Pierce, T., & Moran, D. (2013). Decoding the internal strategies of monkeys from their neural activity. Science.

(责任编辑:泉水)