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科学家揭示神经元如何影响决策过程

德国图宾根大学和马克斯·普朗克生物控制学研究所等多家单位合作,揭示了在决策过程中,单个神经元如何在保持与其他神经元相互关联的条件下重建权重。相关论文发表在《自然·神经科学》杂志上。

无论在社会生活还是自然界中,决策通常是诸多因素相互作用的结果。人们在做最终决定时,往往难以确定各因素的权重,即它们对事件的重要程度。神经科学家也面临类似问题,因为决策最终由大脑神经元执行。

例如,当我们看到对面街上某人很像老朋友时,这一信息通过大量神经元输入大脑。但哪些神经元是关键的信息传递者?哪些决定了身份识别?哪些决定了是否招手问候?图宾根大学沃纳·雷查德综合神经科学中心教授马蒂亚·贝斯杰领导的研究小组开发出一种方程,能够计算感知神经元在决策过程中的重要程度。

研究人员解释,就像一个人若获得与犯罪相关的内幕消息会被视为可疑,如果某个感知神经元的活动包含与最终决策相关的信息,它就被认为在决策中起作用。按照这种方式,决策问题转化为神经元之间的持续通讯。一个与决策无关的神经元可能只是简单地从邻居接收信息而“加入”会谈,而邻居神经元发送的关键信号被传递到大脑高级决策区。

研究人员对这一过程进行分析,不仅考虑了每个神经元活动中的信息,还考虑了神经元之间的通讯,并开发出新方程来确定神经元的读取权重如何获得(即解码策略),以及是少量神经元携带大量决策信息,还是大量相互连接的神经元共同包含这些信息。

研究人员还开发出一种测试方法,在未知某个神经元与其他神经元关联的情况下,确定其解码权重对于特定任务是否最优。这使得分析更基本的问题成为可能:在大脑利用信息做出决策时,哪条决策路径最优,哪条次之。

(责任编辑:泉水)