做选择时,你听从内心的呼唤吗?上纽大科学家揭露抉择背后的大脑奥秘

Xinying Cai's Research
2022年3月4日

我们每天都会遇到许多选择,但做决定并不总是一件容易的事。比如说有两份工作,一份薪水丰厚但需要加班,另一份薪酬较低但能兼顾工作与生活,你会怎么选?当我们犹豫不决时,最常听到的一句话莫过于“跟随内心的呼唤”。上海纽约大学神经与认知科学助理教授蔡昕颖的最新研究告诉我们:“呼唤”并非来自于“心”,而是大脑中“眶额皮层”脑区努力的结果。

各式各样的选择当中,科学家将“没有客观正确答案,全凭主观偏好决定”的状况称为“经济类抉择”。进行“经济类抉择”时,大脑会将各选项的价值进行计算和比较,从而得出选择结果。过去几十年间,科学家一直在试图寻找和确定,究竟哪些脑区在“经济类抉择”中发挥重要作用,这也是神经科学领域的热点问题之一。几代学者通过反复的实验和严谨的验证,最终将目光锁定在两大脑区之上——眶额皮层(OFC)和背侧前扣带皮层(ACCd)。但在“经济类抉择”中,二者谁更关键?还是同等重要,缺一不可?它们各自又在抉择过程中发挥何种作用?

关于“经济类抉择”中的“OFC与ACCd之争”,上海纽约大学神经与认知科学助理教授、华东师范大学-纽约大学脑与认知科学联合研究中心(上海纽约大学)核心成员蔡昕颖在其近期研究中给出了答案,并在多方研究基础上,生成一套“认知图谱”,总结性概括了相关脑区在抉择过程中的工作机制。两项研究分别发表于顶级期刊eLife和《神经科学》(Neuroscience)。

 

“OFC与ACCd之争”

蔡昕颖教授在多年前就开始探索“经济类抉择”中涉及到的脑区。他于2019年发表在《自然-通讯》上的研究显示,OFC脑区在“经济类抉择”过程中编码的信息,足以指导大脑做出选择。但故事到这里还没有结束,蔡教授与其合作者——来自华盛顿大学的Camillo Padoa-Schioppa教授,还需要把接下来的情节补充完整:如果OFC本身足以指导选择过程,那么决策中ACCd的参与是否还有必要,尤其是需要考虑努力成本的抉择任务?

为解答这一疑惑,两位科学家训练猕猴,并设计开展实验:让猕猴在不同选项(本实验中为种类不同的果汁)中做出选择,各选项中的果汁量不同,获得果汁所需的努力成本也不同。实验步骤特别将“计算获得果汁所需要付出的努力成本”与“实际规划采取何种行动来获得果汁”分隔,换句话说,猕猴只需考虑拿到果汁有多“难”,不需要计划“如何去拿”。

实验示意图

实验记录了“经济类抉择”过程中,猕猴ACCd脑区里的神经元活动。经过对数据的分析与验证,两位科学家发现:ACCd脑区仅编码“决策后”信息。由ACCd编码的信息与选择的结果相关。换句话说,ACCd不指导“选择”这个行为本身,但可能会在后续将决定付诸行动时发挥作用。“比如说,你想选择一家超市去购物,ACCd不会帮你决定要去哪家超市,但或许在你想好去哪之后,帮助你规划出行方案,”蔡教授说,“根据本次研究发现,我们基本可以将ACCd从‘经济类抉择’的关键作用脑区中排除,从而为该领域的后续研究指明方向,重点关注OFC脑区所发挥的作用。”

 

“经济类抉择”中的认知图谱

确立了OFC脑区在“经济类抉择”中的关键地位后,蔡教授系统梳理了该领域中对OFC脑区的过往研究,在此基础上提出一套“认知图谱”,抽象概括了OFC脑区在“经济类抉择”中发挥的功能和机制。在这篇综述文章中,蔡教授详细分析了OFC脑区在抉择中对信息的加工及处理方式。

衡量选项进行选择

蔡教授介绍说,“这里的‘图谱’是一个抽象概念。试想每当我们需要做选择的时候,都会调动一套算法来处理选项信息。不同的情境下,所调动的算法不同。但有时遇到与以往类似的选择,就不用建立一套新算法来处理,只调动‘老’算法就可以。可以把‘图谱’想象成一个电脑程序,其中包含多套算法。这个程序可以实现两个功能:首先,分析当下的情境,并选择合适的算法;随后,运行这套算法,做出抉择。”

对于OFC认知图谱的总结,目前仅基于“经济类抉择”的情境。接下来蔡教授将进一步研究、观察该图谱是否在其他类型的抉择中同样存在,例如“以规则为指导的抉择”。其后续研究也获得了国家科技部的资金支持。在这一领域的研究突破或将帮助我们理解“决策究竟是怎样做出的”,并有望为诸如成瘾、强迫症和焦虑症等与决策“失灵”相关的精神疾病提出新的诊疗思路。