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大脑也在埋头学习!“价值决策”被大脑高效编码,发表在Neuron顶级期刊

时间:2023-03-16 19:38:51 科技观察

我们每个人在生活中都要做出很多决定,从“今晚吃什么”到“明天去哪里度假”到“我们在哪里?”如何打下一场仗”、“如何制定这部法律”。这些决策的结果是决策者的大脑做出最终裁决的。因此,大脑中负责此类“判断”的关键区域成为了人们关注的焦点。2019年,加州大学圣地亚哥分校的研究人员发现了做出“价值决定”的大脑区域。”比如决定今晚去哪家餐厅吃饭。然后根据我对今晚饭菜的新印象,用最新的信息更新RSC。毕竟,只有及时更新信息,大脑才能做出最正确的决定。现在,该团队在这个问题上取得了新进展。由大学生物科学系的博士后研究员服部龙马和小宫山贵树领导的新研究揭示了大脑动态处理这种动态过程的详细机制更新信息。今天发表在Neuron杂志上的一篇论文的结果表明,RSC中的更新信息可以持久保存,就像可调用的存储库一样。这些“持久性信息”可以最有效地表示或“编码”有价值的信号,能够跨越大脑的不同区域。为了研究大脑活动如何代表基于价值的决策的细节,研究人员设置了强化学习实验。价值决策是人脑的一个关键机制,在精神分裂症、痴呆症和成瘾等神经系统疾病中经常受损。在实验中,研究人员为小鼠提供多种选择,对小鼠的选择给予一定的概率奖励,并在强化学习过程中记录相应的大脑活动。由此产生的数据和网络模拟指出了持久编码在小鼠的表示方式及其价值决策中的重要性,以及RSC作为此活动的链接。“这些结果表明,尽管信息编码是高度分布的,但并非每个区域都提供神经活动中表示的所有信息,”研究人员在他们的论文中解释道。这些结果表明,依赖于上下文的持久信息促进了可靠的信号编码并扩大了大脑中的信息分布。”研究人员发现,信息持久性可以让价值信号在大脑的不同区域得到最有效的编码,尤其是在脾后皮质。图片来源:Hattori是加州大学圣地亚哥分校Komiyama实验室的研究小组成员,也是该论文的作者之一,他说,众所周知,神经元会通过不同的活动模式循环,一些神经元会激增,而另一些则保持沉默。RyomaHattori这些大脑活动模式已被证明与某些与任务相关的信息相关,例如决策的价值信息。新发现强化了2019年的结果,因为RSC在连接多个大脑网络和功能方面发挥着核心作用。“我们建议,在小鼠大脑中,RSC充当价值信息的稳定存储库,在小鼠的强化学习和决策过程中,将价值??信息分发到其他大脑区域,这些区域对于进一步处理价值信号至关重要。”为了进一步检验他们的发现,Hattori和Komiyama使用了他们的“大数据”库,其中包含实验期间记录的超过100,000个鼠标决策。研究人员对人工智能(AI)网络进行了编程,以模仿基于计算机的强化试验中的行为策略,取得了显着的结果类似于现实世界的实验。小宫山贵树说:“当我们训练AI做同样的行为时,它使用同样的策略和同样的方式来表示神经活动中的信息。这表明我们的发现确实是执行这种行为的神经回路。选择策略。人工智能和老鼠之间的这种相似性真的很有趣。”