撰文 | xiao xia
我们当前的身体状态，无论是口渴还是心跳加速，都会影响正在进行的认知过程。身体唤醒是身体状态表征的基础，对决策有显著影响。经典行为研究表明，身体唤醒和决策之间存在倒“U”型关系。基本上，一点点的唤醒，比如喝完一杯咖啡后的体验，可能会产生最佳表现。但是过多或过少的唤醒都会增加大脑做出缓慢或错误决策的机会。
内感受是对身体状态的感觉，是维持体内平衡的必要条件。跨额叶和边缘结构的区域网络是内感受的中心，与大脑中对奖赏引导决策至关重要的部分广泛重叠，这些共享的神经基底可能是这两个过程相互作用的地方。然而，这些过程如何在单个神经元以及所涉及的神经回路水平上相互作用尚不清楚。
2021年8月31日，西奈山伊坎医学院的研究团队在《美国科学院院刊》（PNAS）上发表了题为：Interaction between decision-making and interoceptive representations of bodily arousal in frontal cortex 的研究论文。
该研究发现，大脑的两个决策中枢包含一种特殊神经元，这种神经元专门负责监控身体的内部变化。过多的唤醒会降低决策神经元的数量并增加监控神经元的数量，导致延迟/错误决策。该研究揭示了身体唤醒和决策是如何在额叶皮层发出信号的，有助于研究人员更好地了解导致多种精神疾病的大脑区域和基本细胞过程。
首先，研究团队测试了三只恒河猴在接受大量美味果汁或少量果汁这两种奖励之间做出决策的能力。正如预期的那样，猴子一直选择喝更多的果汁。心率可以很好地表征身体唤醒水平，当它们的心跳加快时，它们做出这个决策的速度也会更快，这支持了兴奋状态（较高的身体唤醒水平）可以促进更好表现（更好的决策）的观点。
接下来，研究人员分析了从两个大脑决策中枢--眶额皮质和背侧前扣带回皮质的神经元记录的电活动。他们发现，任一区域中约六分之一的神经元活动与心率波动相关。换句话说，如果动物的心率发生变化，那么这些细胞的活动也会通过加速或减速而改变。这项活动不受关于猴子收到的不同奖励的决策的影响。同时，每个区域剩余细胞的活动主要参与决策过程。大脑扫描研究表明，身体唤醒会改变这些决策中心的活动。这些数据既在细胞水平上支持这一观点，也表明一些这些神经元的唯一工作是跟踪身体的内部变化。
那么，在患有焦虑、上瘾和其他精神疾病的患者中出现的那种高唤醒状态下会发生什么呢？
为了回答这个问题，研究团队分析了每只动物的大脑情绪中心杏仁核被手术损伤后获得的数据。杏仁核的损伤将使心率每分钟最多提高15次。现在，在这种更高的唤醒状态下，动物的心跳越快，它们选择奖励的速度就越慢。这表明当动物的唤醒状态升高时，它实际上阻碍了决策过程。
随后，他们检测了神经活动，发现高度的唤醒状态改变了神经元在决策过程中所扮演的角色。在两个大脑中枢，研究团队都看到了参与决策过程的神经元数量减少的证据。此外，在背侧前扣带回皮质中，跟踪内部状态的神经元数量略有增加。这改变了该区域所代表的信息平衡，就好像决策的神经信号被唤醒“劫持”了。这些结果表明，高度的唤醒状态会降低并控制大脑中的决策回路，
总之，该研究提供了关于身体唤醒如何在行为和神经层面影响奖励引导决策的独特见解，指出了额叶皮层的内感受编码是身体唤醒影响决策的机制。这种机制可能是一系列广泛的心理现象的基础，并可能解释在某些以持续性过度唤醒为特征的精神疾病中观察到的认知偏差。
论文链接：
https://www.pnas.org/content/118/35/e2014781118#ref-4
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