分类
范德堡大学新闻

研究小组发现错误和奖励信号是如何在大脑皮层内组织的

精神病学家通过与精神分裂症、多动症、双相情感障碍和其他精神疾病患者呆在一起,寻找他们各自的特定行为症状,来诊断他们。在破坏性行为消失之前,接下来的可能是一系列的药物治疗和剂量。

通过破译位于大脑顶部
2下方的内侧额叶皮层的回路,医生可以根据神经元对一系列简单行为测试的反应做出诊断,从而提高诊断的效率和准确性。

范德比尔特大学(Vanderbilt University)的一个研究小组最近描述了错误和奖励信号是如何在只有五美分厚的大脑皮层内组织起来的。他们说,这一信息也可以在药物开发中发挥重要作用,因为它可以引导药物针对特定的受体,也就是大脑皮层中最有效的受体。

他们的研究结果发表在《自然神经科学》(Nature Neuroscience)杂志上,题为《性能监测的皮层微电路》(cortex microcircuit of Performance Monitoring)。

神经科学教授杰弗里·舍尔(Jeffrey Schall)表示,这些新发现源于早期发现的一种脑电波信号,这种信号记录于大脑表面,被称为与错误相关的消极信号。它是在人们犯了一个错误后被观察到的,这个错误允许人们纠正他们的行为。Schall的实验室随后在大脑皮层中发现了两个“oops中心”,它们是大脑中产生类似错误信号的来源。

博士后研究员阿米萨曼·萨贾德(Amirsaman Sajad)表示,脑电图传感器(位于颅表面)和一个嵌入大脑皮层各层的特殊传感器的数据组合,揭示了神经元对脑电波的作用。萨贾德解释说,错误脑电波信号的自然变化是由大脑皮层上半部分的脑细胞信号的自然变化预测的。

他解释说,研究小组已经验证了错误信号的产生者,还需要进一步的研究来确定每个产生者的贡献。

萨贾德说:“大脑上层的神经元预测你是否会在‘哎哟’一声之后放慢速度,然后在取得一定成功后加快速度。”

Schall说,除了明确的临床相关性之外,这些见解还对大脑如何产生有组织的、自愿的行为提供了更深入的见解。

“大脑皮层的每个区域都有独特的结构和连接模式,但有一种观点认为,回路只是一个共同主题的变异。在这项研究中,我们发现甚至主题都是不同的。我们知道精神分裂症患者的错误脑电波是不正常的。但是为什么呢?直到我们知道神经元是如何工作的,我们才能回答这个问题,”他说。

这项工作由美国国立卫生研究院拨款R01-MH55806和美国国立眼科研究所拨款P30-EY08126支持。

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://news.vanderbilt.edu/2019/01/14/team-finds-how-error-and-reward-signals-are-organized-within-cerebral-cortex/