科学家首次绘制决策过程中的全脑活动图谱

小鼠操纵方向盘实验以单细胞分辨率揭示决策如何在整个大脑中形成。

通过让小鼠操纵微型方向盘来控制屏幕上的图形，科学家们获得了前所未有的视角来观察决策如何在整个大脑中展开。研究人员首次以单细胞分辨率绘制了整个哺乳动物大脑的决策活动图谱。

传统神经科学研究通常聚焦于孤立脑区的小规模神经元集群。但普林斯顿大学神经科学教授伊拉娜·维滕博士指出："大脑在日常生活中持续进行决策。我们逐渐认识到，并非只有一两个脑区，而是多个脑区共同参与决策过程。"

这项研究标志着神经科学领域的协作飞跃。维滕与国际脑实验室（IBL，由22个实验室组成的全球联盟）的同事采用标准化方法追踪行为期间的神经活动。通过整合多实验室数据，他们成功捕捉了大脑决策的复杂性。该研究累计生成覆盖139只小鼠279个脑区超过60万个神经元的数据集，首次呈现分布式神经网络运作的全景图。

绘制全脑图谱绝非易事。参与研究者亚历杭德罗·潘·巴斯克斯博士表示："这是前所未有的创举。我们在数据整合的组织层面实现了大量创新，这是神经科学领域首次实现如此大规模的合作。"由维滕、塔蒂亚娜·恩格尔博士和乔纳森·皮洛博士领导的三个普林斯顿实验室共同协调该项目，他们设计了实验参数、收集数据、建立质量控制指标，并标准化分析流程，最终将数据集整合为科学界共享资源。

实验设计看似简单：小鼠面对屏幕显示左右两侧的黑白条纹圆圈，转动微型方向盘可使圆圈向中心移动，成功即可获得糖水奖励（通常需在一秒内完成）。当圆圈显示模糊时，小鼠需依赖既往经验决策，这为研究人员观察预期驱动决策提供了窗口。

研究人员使用高密度电极同步监测数百个脑区的神经元活动。12个实验室分别聚焦特定脑区，最终整合形成覆盖全脑的62万个神经元数据集。图谱显示决策活动广泛分布，包括传统认为与运动而非认知相关的区域。

维滕强调："这项研究的重要结论之一是，决策过程确实广泛分布在整个大脑中，包括我们先前认为未参与的脑区。"她补充说该成果更是一个"独特数据集"，不仅描述了数据构成和特征，更为领域内进一步分析提供资源，有望激励其他研究者利用这些数据取得新发现。

恩格尔指出，协调全球22个实验室彰显了大规模神经科学的力量："全脑图谱无疑是令人瞩目的成就，但这标志着起点而非终点。IBL展示了全球团队如何相互推动，突破舒适区，探索单个实验室无法企及的未知领域。"

这项发表于9月3日《自然》杂志的研究，为验证新决策理论和推动神经科学发展树立了基准。

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