計(jì)算出的驚喜導(dǎo)致認(rèn)知控制研究的突破性發(fā)現(xiàn)

人類以多種方式控制自己的行為，從在結(jié)痂時停止沖動采摘到抵制吃掉整盒巧克力的沖動。抑制不良行為，稱為“認(rèn)知控制”，傳統(tǒng)上與??大腦前部背側(cè)前扣帶皮層 (dACC) 的功能有關(guān)。dACC 中的活動可在多種情況下觀察到，但其功能在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)領(lǐng)域仍存在激烈爭論。

dACC 在抑制控制中的作用理論強(qiáng)調(diào)驚奇、選擇困難和控制價值是關(guān)鍵機(jī)制。盡管這些理論已經(jīng)成功地解釋了 dACC 參與抑制控制，但尚不清楚這些機(jī)制是否推廣到動機(jī)控制。有動機(jī)的控制過程可以幫助人們實(shí)現(xiàn)預(yù)期的目標(biāo)，即使這樣做很困難或代價高昂。

一項(xiàng)由佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)的神經(jīng)科學(xué)家與荷蘭奈梅亨的拉德堡德大學(xué)和比利時根特的根特大學(xué)合作領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)研究試圖更好地了解動機(jī)控制過程如何在面臨任務(wù)挑戰(zhàn)時幫助最大限度地提高績效。使用功能性磁共振成像 (fMRI)，研究人員使用基于價值的快速決策任務(wù)測試了認(rèn)知控制的三種主要理論(預(yù)測反應(yīng)結(jié)果或 PRO、控制的預(yù)期值或 EVC 和選擇難度或 CD)。

為了區(qū)分這些理論，研究人員開發(fā)了一套經(jīng)驗(yàn)預(yù)測，如果該理論是正確的，dACC 中的激活應(yīng)該類似于什么。通過在同一個實(shí)驗(yàn)中將這些理論對立起來，研究人員能夠開發(fā)出一系列分析來區(qū)分這些理論的相互競爭的預(yù)測。

該研究結(jié)果發(fā)表在《自然人類行為》雜志上，展示了單一模型如何統(tǒng)一關(guān)于 dACC 功能的相互矛盾的發(fā)現(xiàn)，將認(rèn)知控制研究提升到新的高度，并提供有關(guān) dACC 作為大腦網(wǎng)絡(luò)組成部分的作用的迷人見解支持動機(jī)行為的區(qū)域。

研究人員發(fā)現(xiàn)，驚喜的單一機(jī)制——在論文中定義為預(yù)期發(fā)生的事件與實(shí)際發(fā)生的事件之間的差異——最能解釋需要動機(jī)控制的任務(wù)期間 dACC 的活動。他們進(jìn)行的一系列分析無可爭議地支持了 PRO 模型——表明識別令人驚訝的事件可以為 dACC 功能提供統(tǒng)一的解釋。驚喜信號是抑制和動機(jī)控制的共同驅(qū)動因素，支持驚喜編碼作為更普遍的內(nèi)側(cè)前額葉皮層功能的核心機(jī)制，驚喜的來源決定了所涉及的確切神經(jīng)群體。

“在動機(jī)控制過程中，我們發(fā)現(xiàn) dACC 活動反映了驚喜的計(jì)算，并且不跟蹤選擇難度或價值，”通訊作者、心理學(xué)助理教授和復(fù)雜中心成員 William Alexander 博士說。 FAU 的 Charles E. Schmidt 科學(xué)學(xué)院的系統(tǒng)和腦科學(xué)。“相反，dACC 活動完全是關(guān)于我們的選擇和環(huán)境的預(yù)測，尤其是當(dāng)這些預(yù)測錯誤時發(fā)出的信號。dACC 是激勵控制的關(guān)鍵貢獻(xiàn)者，它跟蹤類似于驚喜的計(jì)算量，當(dāng)事件與我們的預(yù)期不同時會產(chǎn)生這種計(jì)算量。”

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