在人脑的单个神经元水平上检查基于价值的选择

Cedars-Sinai 的研究人员发表的新研究推进了对大脑如何权衡涉及人们喜欢或看重的决定的科学理解，例如选择阅读哪本书、选择哪家餐厅吃午餐——甚至是在某个地方玩哪台老虎机赌场。

该研究的资深作者、神经科学与医学中心主任、神经科学与医学中心主任 Ueli Rutishauser 博士表示，该研究检查了称为基于价值的选择的决策，其中不一定存在正确或错误的选择。 Cedars-Sinai 的神经病学、神经外科和生物医学科学。

“了解大脑如何做出这些选择可以帮助我们更好地理解神经系统疾病，包括成瘾和强迫症，”Rutishauser 说，“因为所有这些情况都可能涉及一个人一遍又一遍地做出相同的选择，从而对他们造成损害。 “

20 名研究参与者都是志愿者，他们是住院的癫痫患者，医生监测他们的大脑活动以确定他们癫痫发作的焦点。这使得研究人员能够在参与者玩电脑老虎机游戏时记录他们大脑中单个神经元的活动。

这个名为“双臂强盗”的游戏让参与者在每一轮中选择两个模拟老虎机中的一个。参与者按下一个按钮来选择他们的“强盗”，然后要么支付要么不支付。土匪有独特的标记，因此参与者可以分辨出他们以前是否玩过每一个，并且参与者在 30 分钟内玩了几轮。

Rutishauser 解释了做出基于价值的选择所涉及的因素：

• 熟悉的选项：“如果参与者之前多次选择过强盗，他们就会很清楚它获胜的频率。”

• 不确定的选择：“对于他们只玩过几次的土匪，参与者不太确定他们获胜的前景。”

• 新选项：“当一个新的强盗第一次出现时，参与者必须决定是选择一个熟悉的强盗还是冒险选择一个新的。有时候做一些新的事情感觉很好，而且有其内在的价值。”

以前的研究依靠功能性磁共振成像 (MRI) 来监测大脑活动，并表明称为腹内侧前额叶皮层(vmPFC) 的大脑区域在衡量这些因素方面起着主要作用。但在最近的这项研究中，Cedars-Sinai 研究人员确定一个完全不同的区域，称为前辅助运动区 (pre-SMA)，实际上处于领先地位。

单神经元记录使研究人员能够看到，虽然 vmPFC 发出了出现的新强盗的“新颖性”值的信号，但前 SMA 计算了哪个选项最有可能产生最高奖励。这个信号是参与者做出选择的基础。

Rutishauser 实验室的博士后研究员、该研究的第一作者 Tomas Aquino 博士说：“以前的研究并没有给我们一个完整的画面，也无法画出我们可以在这里区分的东西。” “由于我们的单神经元记录比其他更常见的方法更敏感，我们可以直接测量 preSMA 神经元如何计算每个选项的值并确定参与者的选择。”

vmPFC 和前 SMA 都是大脑额叶的一部分，都与计划和决策活动有关，但在这项研究中，研究人员首次能够梳理出它们各自的作用。这一新发现与其他一些最近的发现相结合，表明前 SMA 对人类决策至关重要。

“这些单神经元记录打开了进入人类大脑的独特窗口，继续加深我们对认知过程背后的精确机制的理解，”医学博士 Adam Mamelak 说，他是 Cedars-Sinai 功能神经外科项目主任和合作伙伴。- 该研究的作者。“这些不断获得的理解是寻找复杂神经系统疾病新疗法和改善患者生活的关键。”