北京
张梦然
互相连接的神经元。 图片由AI生成
你有没有想过，为什么两个司机看到同样的拥堵路况，一个猛踩油门冲进去，另一个却小心翼翼地刹车避让？其实在他们做出动作之前，大脑早已悄悄作了一个决定。而这个决定，并不是突然冒出来的，它就像一场精密排演的舞台剧，有统一的“剧本”，由数十亿个脑细胞“演员”共同演绎完成。
一项最近发表在《自然》杂志上的研究，揭开了统一“剧本”的神秘面纱。来自美国普林斯顿大学、冷泉港实验室、斯坦福大学和波士顿大学的科学家们，首次揭示了大脑是如何通过一群看似混乱、实则有序的神经元活动，最终作出统一决策的。
大脑有大约860亿个神经元，它们每一个都是小小“主演”。在面对复杂选择时，比如“该不该换车道”“要不要买下那件衣服”，这些神经元并不会立刻达成一致。相反，它们会各自发出不同的信号，仿佛要进行一场乱了套的演出。
但新研究发现，尽管每个神经元看起来在“各演各的”，其实却都遵循着同一个“大脑剧本”——一个隐藏在背后、引导所有神经元走向同一结果的“潜在剧情”。
为了理解这种机制，科学家设计了一个实验：训练恒河猴判断屏幕上哪种颜色(红色或绿色)占主导地位。当猴子思考时，科学家记录下了它们大脑中相关区域的神经活动。
结果发现，在相同任务中，不同神经元的反应确实千差万别——这曾让人误以为大脑的决策过程极其复杂、难以预测。但这些变化其实是由两个关键因素驱动的：偏好调整和神经动力学地形。偏好调整是指每个神经元都有自己的选择，有的更倾向于“选红”，有的更喜欢“选绿”；神经动力学地形比喻整个神经活动就像一个小球在一个地形上滚动，山谷代表最终的选择。简单任务的“地形”陡峭，小球迅速滚入谷底，决策就快而果断；而困难任务的“地形”平坦，小球容易左右摇摆，导致犹豫甚至出错。
其中，每个神经元都有自己独特的反应方式，但又都受“剧本”控制。或者说，这群“演员”各自的表演模式和戏份皆不相同，却都在推动同一个剧情发展。最终，大脑进入了一个稳定的决策状态。
这一发现不仅能帮助人们更好地理解大脑如何作决定，还可能为治疗精神分裂症、双相情感障碍等影响决策能力的疾病提供新思路。未来，科学家计划进一步探索不同类型神经元之间的连接方式，以及它们在决策“舞台”上具体扮演的角色。
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