
长期以来,科学界普遍认为大脑决策过程遵循从低级感觉区域到高级前额叶皮层的单向信息流。然而,伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校格兰杰工程学院Yurii Vlasov教授团队的最新研究,挑战了这一经典观点。该成果发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS),揭示初级体感皮层(S1)在决策过程中扮演着主动且动态的角色。
人类大脑被认为是宇宙中最复杂的结构,其决策机制长期被描述为阶梯式的信息流。基于这一假设,科学家们构建了诸如卷积神经网络等人工智能系统。但最新研究发现,决策过程涉及多个脑区之间的双向信号传递,形成复杂的反馈回路。
Vlasov团队通过记录小鼠在虚拟现实走廊中移动并做出决策时的神经活动,发现与决策相关的信号在S1区域出现,打破了该区域仅负责基本感觉处理的传统认知。进一步分析显示,S1区域的活动受到高级脑区通过反馈回路的调控,决策过程并非单向前馈,而是多脑区持续交互。
这一发现不仅深化了对大脑神经编码机制的理解,也为人工智能系统的设计提供了新的启示。自然智能的高效性源于其复杂的反馈结构,远优于现有AI系统的能耗与计算效率。研究团队计划继续探索大脑活动的时域动态,开发新工具以精确测量和分析神经信号,揭示反馈回路在决策中的动态组织机制。
该研究为理解大脑决策机制和神经组学提供了重要理论基础,并可能推动下一代高效人工智能架构的开发。
参考文献: Yurii Vlasov et al. Decision-related signals in primary somatosensory cortex during a virtual navigation task. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2025; DOI: 10.1073/pnas.2421235122