上海
我们生活的世界一直在变，很多判断不能死记硬背。比如红绿灯改了通行规则，你要抛开旧习惯，根据新规则来做决定。大脑怎么把感官看到的信息，和脑子里抽象的规则灵活结合起来，一直是个谜题。
基于此，2026年10月15日，中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心徐宁龙研究员研究团队在Science杂志发表了“Dendritic computation for abstract rule-based flexible decision-making”揭示了用于抽象规则导向的灵活决策的树突计算。
大脑灵活决策，需要把感官信号和抽象规则结合。这项小鼠研究发现：听觉皮层同一神经元，树突负责解读抽象规则，胞体处理听觉刺激；抑制树突后，胞体就没法按规则编码信号。说明神经元的树突计算，支撑了灵活的认知判断。
图一 两类皮层神经元：谁负责灵活规则推断？
作者首先让小鼠完成推断隐藏规则的听觉分类任务：音调的高低分类标准会不定期切换，没有提示，小鼠只能靠试错猜出当前规则，不是简单记刺激和动作的对应关系。
研究先区分听觉皮层两类第5层神经元：端内神经元树突主要处理听觉感觉信号，负责皮层内部信息交流；端外神经元树突能整合选择、决策信息，轴突向下投射到皮层下脑区，是大脑向外输出指令的通路。抑制端内神经元不影响任务，但抑制端外神经元，小鼠的听觉分类能力明显变差。
所以研究重点放在端外神经元，探究它的树突如何支撑这种需要不断推断规则的灵活认知行为。
图二 同一神经元里，信号为何分区存放？
作者发现，神经元远端树突丛会单独存放抽象规则信息，契合皮层环路的已有认知。
他们用统计模型量化感觉、选择、规则推断等信号分别对树突和胞体活动的贡献，再做聚类分析：树突丛大多优先编码规则，胞体则大多优先编码感官刺激；选择信号在两处都存在。简单来说，规则信息主要在树突丛，传到胞体时会变弱；感官信息主要在胞体，传到远端树突也会衰减。互信息分析也验证了这个结果。
这说明同一个 ET 神经元内部存在分区编码：树突管抽象规则，胞体管感官输入，依靠这种神经元内部的信号分区整合，大脑才能完成受规则调控的灵活分类判断。
图三 抑制树突，会打乱基于规则的决策吗？
作者猜想：树突携带的规则信号，和胞体传来的感官信号合在一起，才能产生符合规则的决策。按这个猜想，如果抑制树突，胞体依靠规则做决策的能力会下降，但感官识别基本不受影响。
实验用光遗传激活 SST 抑制性中间神经元，专门压制 ET 神经元远端树突。结果发现，感官编码没怎么变，但树突和胞体里的规则、决策信号都变弱了。在规则会改变的反转试次里，这种破坏效果尤其明显；而固定映射的非反转试次受影响很小。这就证实，需要把树突的规则信息和胞体感官信号整合，神经元才能按当前规则分类刺激。另外 SST 中间神经元本身也会被任务激活，它们负责接收感官和规则信号，专门调控树突，并不直接输出决策，和ET神经元形成功能互补。
总结
这项研究证实，神经元顶端树突参与靠抽象规则完成的灵活决策。树突承载推断出来的规则信息，和胞体接收的感官信号合并后，才能产生单独任何一个区域都无法实现的规则相关决策信号。至于树突实现这种信号整合的具体电生理机制，还需要继续探索。从更大的视角来看，这种树突层面的计算，增强了大脑皮层灵活处理任务的能力，也有望给人工智能系统设计带来新启发。
文章来源
DOI: 10.1126/science.adz5323
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