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基本信息:
Title:Cerebellar-cortical beta oscillations emerge as a predictive signal facilitating the stability of behavioral performance
发表时间:2025.12.16
Journal:Current Biology
影响因子:7.5
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研究背景
当我们置身于一个新的环境中(例如驾驶一辆刹车灵敏度未知的汽车),最初的操作往往充满试探与误差。但很快,我们的大脑就能捕捉环境规律,让行为变得稳定而精准。这背后,大脑究竟是如何从“不确定”的试探过渡到“确定”的稳定状态?
过往研究多聚焦于大脑如何处理“误差”(Prediction Errors),却往往忽视了大脑如何在动作发生前就构建“预测”(Predictions)以维持稳定性 。特别是作为神经通讯重要载体的 Beta 振荡 (13-30 Hz),其在动作准备阶段的时空动态及其在环境适应中的具体预测机制,一直未被完全揭示 。
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核心发现与启示
近日,巴黎脑研究所(Paris Brain Institute)的 Martina Bracco 团队在 Current Biology 发表题为 Cerebellar-cortical beta oscillations emerge as a predictive signal facilitating the stability of behavioral performance 的研究,利用脑磁图(MEG)技术,揭示了小脑-皮层网络中的 Beta 振荡作为一种内源性预测信号,在行为稳定化过程中的关键作用 。
- Beta 振荡随稳定性增强:研究发现,随着环境特征被习得、行为表现趋于稳定,动作开始前约 2 秒的 Beta 振荡功率会显著增强 。这表明 Beta 振荡不仅仅是运动指令的反映,更代表了一种基于过往经验的“预测置信度” 。
- 小脑与前额叶的动态“对话”:通过有效连接分析,研究者发现了一个包含小脑后部、顶叶和前额叶(PFC)的网络 。有趣的是,在动作准备的早期,小脑主导了对前额叶的驱动(提供基于感官后果的预测);而临近动作发生时,信息流发生反转,转由前额叶对小脑进行自上而下的微调 。
- 单次试验的预测价值:利用单试次分析(Single-trial analysis),研究证实动作前的 Beta 爆发(Beta bursts) 能够根据过去的误差,有效预测下一个试次的表现提升幅度 。
该研究不仅阐明了 Beta 振荡在动作准备阶段的“预测性”本质,更打破了小脑仅作为“误差修正器”的传统刻板印象,凸显了小脑在认知预测和行为稳定化中的前馈控制作用 。这为我们理解大脑如何通过神经振荡整合过往经验、适应动态环境提供了全新的视角。
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核心图片
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Figure 1. Behavioral results
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Figure 2. Averaged pre-movement beta synchronization results
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Figure 3. Effective connectivity results
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Figure 4. Predictive model results
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核心图表、方法细节、统计结果与讨论见原文及其拓展数据。
分享人:天天
审核:PsyBrain 脑心前沿编辑部
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