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在日常生活中，我們需要對外界多模態(tài)的感覺信息實時采樣，形成內(nèi)在決定，并指導外在行為。這一高級認知功能被稱為“感知抉擇”。同時，神經(jīng)計算學家們提出“漂移擴散模型”或是大腦進行感知抉擇的算法過程。其中，證據(jù)累積信號或對應抉擇形成。但是，這一信號所對應的神經(jīng)元活動模式在很多皮層和皮層下腦區(qū)均被發(fā)現(xiàn)，形成看似表征冗余的現(xiàn)象。目前，這些腦區(qū)在感知抉擇中是相當程度的冗余或具有各自的特征尚不明晰。

近日，中國科學院腦科學與智能技術卓越創(chuàng)新中心研究員顧勇團隊等在《自然-通訊》上，發(fā)表了題為“靈長類尾狀核在多模態(tài)抉擇中的不同神經(jīng)群體編碼和因果作用”的研究論文。該研究通過訓練獼猴完成依賴多模態(tài)感覺刺激的抉擇任務，并采用神經(jīng)元胞外電生理記錄、微電流刺激以及可逆性藥物失活等多種技術手段發(fā)現(xiàn)，皮層和皮層下腦區(qū)在多感覺抉擇功能中的高維神經(jīng)表征存在較大差異。同時，該研究證明，尾狀核區(qū)域對獼猴基于多感覺信息抉擇行為具有因果貢獻。

研究人員設計了依賴視覺和前庭覺的多模態(tài)航向感知任務，而獼猴在虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中，需要根據(jù)屏幕上光流場和平臺運動來判斷自身運動方向是向左或向右，并通過眼動匯報其感知判斷。同時，研究人員利用電極微絲記錄獼猴皮層下腦區(qū)紋狀體尾狀核中的神經(jīng)元電活動，并通過降維分析發(fā)現(xiàn)，其表征模式與皮層區(qū)域不同。研究顯示，在多模態(tài)環(huán)境下，尾狀核的神經(jīng)活動與僅前庭單模態(tài)刺激時接近，而聯(lián)合皮層的額葉眼動區(qū)與外側頂內(nèi)區(qū)呈現(xiàn)相反的模式，即與僅視覺單模態(tài)刺激時接近。這一發(fā)現(xiàn)提示紋狀體在繼承與反映皮層活動的同時，其本身對獼猴的感知抉擇行為發(fā)揮重要作用。

為了檢驗這一假設，研究人員對尾狀核群體神經(jīng)活動進行分析發(fā)現(xiàn)，其可以反映獼猴的多感覺抉擇行為，說明它們之間存在相關關系。進一步，研究通過微電流刺激、可逆性藥物失活來干擾尾狀核神經(jīng)元群體活動，研究表明上述干擾可顯著影響獼猴的抉擇行為。

這一研究支持了尾狀核在基于感知覺抉擇的動物行為中發(fā)揮重要作用。

研究工作獲得科學技術部和上海市的支持。

（a）向目標腦區(qū)注射可逆性失活藥物的示意圖；（b）注射藥物到CN中后引起了獼猴心里物理曲線的偏移；（c）向目標腦區(qū)注射微弱電流的示意圖；（d）微電流干擾CN引起了獼猴心里物理曲線的偏移。