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神经科学家确定了帮助人类适应变化的脑细胞

人脑中有 860 亿个神经元或细胞。其中,其中极小的一部分处理认知灵活性——我们适应新环境和新概念的能力。

一组在心理学、信息学(应用信息科学解决数据问题)和工程学方面具有跨学科专业知识的研究人员与范德比尔特脑研究所 (VBI) 一起获得了对神经科学最大谜团之一的重要见解,确定了位置和这些神经元的关键性质。

该文章于 7 月 13 日发表在美国国家科学院院刊(PNAS) 上。这一发现为加强研究人员对根源于认知灵活性的精神疾病的理解和治疗提供了机会。

由这些神经元创建的大脑回路使人类在适应不断变化的环境的能力方面具有进化优势。当这些神经元被削弱时,人们可能难以适应环境的变化,包括难以克服传统、偏见和恐惧。通常,人们会在重复奖励行为和探索更新和可能更好的奖励之间摇摆不定。重复探索的成本效益比是大脑不断努力解决的一个方程式,尤其是当一个人的环境发生变化时。缺乏认知灵活性会导致精神状况恶化。

这项研究的后果可能是多方面的。“这些细胞可能是决定你最佳注意力策略的开关的一部分,”该论文的首席研究员、心理学和计算机科学副教授 Thilo Womelsdorf 说。“削弱这些脑细胞可能会使注意力策略难以转换,最终可能导致强迫行为或难以适应新情况。相反,如果这种转换‘松散’,注意力可能会变得‘松散’ ’,人们将经历一个持续不确定的世界,无法在任何时间内专注于重要信息。”

研究人员假设,在帮助人们学习演奏乐器等精细运动技能的大脑区域内,存在一个子区域可以实现同样灵活的思维过程。

脑细胞群位于基底神经节的外皮层下方,通过测量计算机模拟现实世界任务期间脑细胞的活动来识别。为了模拟许多现实世界的情况,包括来自约克大学视觉研究中心的科学家在内的研究人员开发了一种模拟,可以一次呈现多个物体并改变奖励对象。通过反复试验,这创造了关于哪些对象与奖励相关联的灵活学习。通过测量脑细胞的活动,该团队观察到一个有趣的模式:脑细胞活动在变化中增强,而在对结果的信心增强时减弱。“这些神经元似乎有助于大脑回路该研究的第一作者、Womelsdorf 实验室的博士候选人 Kianoush Banaie Boroujeni 说:

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