

神经科学家们对一个人决定做某事时大脑中发生的事情了解很多,比如伸手去拿办公室零食桌上的饼干。然而,他们不太确定的是,当一个人开始做某事,然后又迅速决定停止时,大脑会发生什么——比如刚开始伸手去拿饼干,看到上面有一只蜘蛛,然后把手缩回来。
本周发表在《神经科学》(Neuron)杂志上的新研究指出,大脑的一个小区域,称为右腹外侧前额叶皮层(rVLPFC),是负责接收情境信息(如蜘蛛)并利用这些信息更新原始计划的区域。“它不是直接参与的。它更多地是监控停止的意图,而不是实际执行停止,”Kitty Xu说,她在约翰霍普金斯大学攻读博士学位期间进行了这项研究。Xu现在是Pinterest的用户体验研究员。
印第安纳大学认知科学教授Joshua Brown说,确定大脑如何处理抑制以及如何关闭某些行为很重要。“这对于多动症或成瘾等问题有许多实际应用。”
rVLPFC在抑制中的作用在神经科学家中存在一些争议,他们有时对该区域控制停止计划活动任务的程度意见不一。Xu说,有些人认为它实际上负责决策,而另一些人认为它与该过程相隔几个步骤。她说,这项研究的结果为第二个假设提供了更多证据。
为了确定涉及的确切机制,Xu和团队的其他成员让21名参与者在fMRI机器中进行了一项名为“停止信号任务”的测试。“它涉及取消已经发生的运动,”Xu说。在这种情况下,运动是眼球运动:参与者会看到一个向左或向右的信号,他们必须尽快移动眼睛看向目标。在他们开始运动后,他们会看到一个蓝色或黄色的圆圈——一个表示停止,一个表示继续——他们必须继续或取消眼球运动。
为了使任务更加复杂,参与者必须跟踪两套不同的规则。在每轮开始时,他们会看到一个正方形或一个三角形,这会告诉他们该轮将遵循哪条规则。一种是蓝色表示继续运动,黄色表示停止。另一种是反过来的。
包括规则——关于蓝色或黄色在那一轮中表示“继续”——有助于澄清rVLPFC正在处理该情境信息。“在许多其他关于抑制的研究中,任务是做或不做某事,”Xu说。“但当你真正考虑决策时,它比这更复杂。”她说,为了做出决策,大脑必须看到信号,意识到它的含义,并在情境中处理这些信息。“我们的研究旨在解决这一复杂层。”
该团队还采取了额外步骤,追踪了同一任务对猴子大脑的影响。科学家们能够在任务期间测量猴子大脑单个细胞的反应,而在人类中,他们只能通过MRI扫描看到较大的区域。“我们既有人类的大脑成像数据,也有该任务的猴子数据,所以有证据汇合,”Xu说。“你同时观察大脑成像和直接的神经元反应。”
Xu说,在教会猴子执行眼球跟踪任务后,猴子在该任务上的表现比人类更好。但这很可能只是因为猴子练习得更多。
Brown说,这项研究的结果与其他表明该大脑区域处理情境信息的研究一致。“VLPFC代表了世界的状态,这包括当前决定你能做什么和不能做什么的规则。”
对Brown来说,来自人类大脑扫描和单个神经元的综合证据支持了这项研究的发现。“证据非常吻合,”他说。
Xu说,在临床研究中,有成瘾问题的人在执行本研究中使用的停止信号任务时有更大的困难。尽管研究没有直接解决成瘾问题,但Xu说它引发了关于成瘾行为性质的问题。她说,在研究药物问题时,不仅仅是某人控制自己走向药物或其他物质的运动能力。“这是早期的评估过程,”Xu说,“从你意识到对药物的吸引力那一刻起,到我如何做出或未能做出决定。”
尽管基础神经科学发现转化为临床治疗可能需要很长时间,Brown说,理解大脑的功能是关键的第一步。“如果我们了解哪些区域参与抑制行为,也许将来我们会找到一种操纵它们的方法,”他说。“如果我们知道目标是什么,我们就有更大的机会击中它。”