浙江
芝加哥大学的一项研究表明，传统里被认为帮助动物在空间定位的中脑区域上丘，也在视觉分类和决策制定等复杂认知任务中发挥作用。
该研究发表在《自然》杂志上，科学家测量了参与视觉分类决策的多个大脑区域中脑细胞活动模式所包含的信息。研究人员监测了上丘（SC）和后顶叶皮层（PPC）的部分活动，后者是大脑皮层的一个区域，对视觉分类决策至关重要。
令人惊讶的是，他们发现上丘的活动在引导受试者进行类别决策方面甚至比后顶叶皮层更为关键，这表明上丘有助于协调传统上认为在新皮层中发生的更高级的认知过程。
芝加哥大学生物神经学和神经科学研究所教授、新研究的高级作者大卫·弗里德曼博士表示：“在这个大脑区域发现这类认知信号真的很令人惊讶，因为这个区域传统上通常与更简单的空间定向行为和甚至是反射性功能相关联。”
“通过这么久的进化演变，大脑在复杂认知决策中的参与度甚至超过了皮层区域的参与度。”
惊人的大脑区域
上丘（SC）是所有脊椎动物大脑中进化较为保守的一个区域，包括那些没有更高级新皮层的动物也是这样。上丘将头部和眼睛的运动导向视觉刺激，通过传递上游大脑区域的输入来进行一系列反射性运动。
然而，最近的研究表明，上丘也参与方向决策和空间刺激等复杂任务。弗里德曼及其团队多年来一直在研究与其他与上丘有强解剖学联系的大脑皮层区域。
在最新研究中，他们训练猕猴执行一项视觉决策任务，即在计算机屏幕上查看图像，猕猴们在正确的时间点按下相应按钮将图像归类正确时会获得果汁作为奖励。
由于任务要求猕猴们保持目光注视在一个点上，并通过手部动作来指示选择，因此实验专门设计了分类所需的脑活动，而不是通常认为由上丘负责的眼球或头部运动。
研究人员发现，上丘中存在大量活动，这些活动编码了动物正在查看的图像类别，并且这种活动比后顶叶皮层中的活动更为强烈。他们还进行了一项实验，在相同任务期间向上丘注射药物以暂时使其麻痹。虽然这并没有损害大多数受试者的运动和视觉功能，但它却极大地影响了它们正确分类图像的能力，直到药物效果消失。
“我们的结果表明，这个区域对于这项任务来说非常重要。即使在动物不需要移动眼睛或将注意力集中在不同位置的任务中，上丘也参与这些更复杂的认知行为。”弗里德曼说。
解决问题的特殊“魅力”
弗里德曼表示，在上丘中发现这种活动不仅令人惊讶，还可能揭示了为什么这个脑区会被用来解决如此复杂的任务。由于上丘在所有脊椎动物中都存在，从原始的鲨鱼到现代的人类，它是最早进化出来以帮助处理视觉输入并产生相应运动的脑区之一。
但在这项新研究中，上丘也参与了明显的非空间功能。这是否意味着空间处理为问题解决提供了一种特殊的“助力”？
弗里德曼指出，当人类被要求回忆某事或做出决定时，我们的眼球运动和手势往往具有某种空间性。例如，如果有人问你昨晚吃了什么，你的眼睛可能会向上看，仿佛答案就写在天花板上。或者在权衡两个选择时，你可能会像天平的两端一样上下移动双手。
“这些数据可能告诉我们，我们之所以会做出这种空间性的手势和眼球运动，是因为大脑部分空间被调动起来帮助我们执行这些非空间的认知功能。”第一作者芭芭拉·佩萨克维奇博士如是说道。
或者，我们都有过这样的经历：努力理解文本中的某些内容，比如同样一篇神经科学研究的长篇新闻稿，倘若它以图像方式呈现出来，我们就能立刻理解。
“人们常说一图胜千言——即使是一个非常简单的空间图也能迅速传达出远比你描述出的更多的信息。这就像大脑创造了一张美丽的心理方格纸，可以用来解决那些空间和非空间问题。”弗里德曼说
新闻来源：Nature Methods
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