腦部是如何處理決策過程以因應(yīng)外在刺激的呢,?美國Brandeis大學(xué)羅中泉博士與同僚提出一個包含頂葉皮質(zhì) (parietal cortex),、基底核 (basal ganglia) 及運動區(qū)域 (motor structure)之大尺度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),,以用來解釋決策過程中速度與準(zhǔn)確度間的平衡機(jī)制,, 這一文章發(fā)表在Nature Neuroscience雜志上,。
過去三十多年來心理學(xué)界發(fā)展出一些決策過程(decision making process)的數(shù)學(xué)模型,,這些模型認(rèn)為在簡單的知覺辨識的決策過程中,,大腦的負(fù)責(zé)累積外在知覺證據(jù),,當(dāng)累積的證據(jù)達(dá)到一個固定的門檻值 (threshold) 時,大腦就達(dá)成決定并且觸發(fā)行為反應(yīng),。
這些模型在最近的神經(jīng)生理學(xué)實驗中得到驗證,。實驗證據(jù)顯示在一些視覺辨識實驗中,當(dāng)大腦皮質(zhì) (cortex) 內(nèi)特定神經(jīng)元族群的活動逐步上升達(dá)到一個反應(yīng)門檻 (threshold) 時,,靈長類動物對外在視覺刺激做出決定并產(chǎn)生行為反應(yīng),。但神經(jīng)系統(tǒng)決定反應(yīng)門檻的機(jī)制為何?又如何依循該有的外在反應(yīng)作適應(yīng)性調(diào)整,?運用可激發(fā)神經(jīng)元的生物物理神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,,來自臺灣的羅中泉博士及其指導(dǎo)教授汪小京推演出:上視丘 (superior colliculus) 神經(jīng)回饋結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致上視丘神經(jīng)對上游大腦皮質(zhì)神經(jīng)元跨越反應(yīng)門檻與否產(chǎn)生全有全無的激發(fā)反應(yīng)。此激發(fā)門檻與皮質(zhì)─視丘(cortical-collicular) 傳導(dǎo)途徑之效能僅呈弱相關(guān),,但與皮質(zhì)─紋狀體 (cortico-striatal) 傳導(dǎo)途徑的強(qiáng)度呈高度相關(guān),。有趣的是,皮質(zhì)─紋狀體突觸受多巴胺調(diào)控之神經(jīng)可塑性影響,。羅博士提出的模型,,不僅描述了反應(yīng)時間行為的主要神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)計算步驟,同時也指出個別腦部神經(jīng)傳導(dǎo)途徑對決策門檻之偵測及調(diào)節(jié)的重要性,。
正如 Michael Shadlen 教授等人指出:羅博士與王教授的運算模型應(yīng)被視為由基本概念邁向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與細(xì)胞層級的重要里程碑,。真實神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)究竟如何達(dá)成決策運算過程呢?后續(xù)的生物行為學(xué)實驗將為我們揭開這個謎底,。
原文:Lo CC, Wang XJ. Cortico-basal ganglia circuit mechanism for a decision threshold in reaction time tasks. Nat Neurosci. 2006 Jul;9:956-63. Epub 2006 Jun 11.[Jul 03, 2006]