大脑如何处理不确定性？

无论是做哪一种选择，人的大脑都会通过处理不确定性来帮助自身驾驭世界的复杂性。

但是大脑是如何获得这种非凡能力的呢？▶︎我们先了解大脑的哪些区域可以帮助我们在不确定的情况下做出决定。

不确定期间的大脑

麻省理工学院麦戈文脑研究所的 Micheal Halassa 博士和他的博士后 Arghya Mukherjee 博士已经确定了关键的大脑回路，这些回路在遇到不确定时刻时有助于指导决策。内侧丘脑和前额叶皮层之间的相互作用对认知至关重要。具体来说，我们发现当任务输入稀疏时，表达多巴胺受体 (D2)的投射会放大前额叶信号，而当任务输入密集但相互矛盾时，表达投射的红藻氨酸受体 (GRIK4)会抑制前额叶噪声。

▶︎此外，我们还得了解当人类面临不确定性时大脑的哪些区域会被启动。

不确定期间人脑的活跃区域

功能性大脑成像研究表明，当人们被要求研究一个场景并故意不确定他们应该关注什么时，大脑中称为丘脑内侧的区域会被启动。给出的上下文主题越少（因此不确定性越多），这个大脑区域就会变得越活跃。

虽然科学家们知道丘脑内侧和前额叶皮层相互作用以解决不确定性，但这种相互作用的确切机制仍然是个谜。▶︎直到 Mukherjee 及其同事较近的工作提供了一些线索。让我们回顾一下他们研究的细节。

丘脑的内侧回路如何影响不确定期间的决策

Mukherjee 博士在丘脑中确定了两组表型不同的中背神经回路。一组在前额叶皮层释放兴奋性神经递质，而另一组释放抑制性神经递质。在不确定的时刻，这些神经回路一起放大或抑制前额叶皮层的活动。

将丘脑的内侧区域想象成一组充当大脑电话总机接线员的神经元（如上图所示）。这些细胞决定哪些感觉信息应该被发送到大脑的决策中心（前额叶皮层），哪些应该被抑制。当遇到不确定的时刻时，这个神经总机就会加班。我们越不确定，这些神经活动就越能呈现或抑制感官信息。

为什么一些感觉线索被内侧丘脑抑制？

回答这个问题较简单的方法是了解精神分裂症患者大脑中发生的事情。精神分裂症是一种精神障碍，根据反复发作的精神疾病发作分类，包括幻觉、妄想和偏执狂。例如，精神分裂症患者可能认为电视节目中记录了隐藏的信息，或者餐馆的顾客正在喃喃自语一个秘密阴谋要杀死他们的计划。那些没有精神分裂症的人会很快将这些想法视为微不足道和不合理的。新的证据表明，患有精神分裂症谱系障碍的人的丘脑内侧背侧活跃度较低。它向前额叶皮层发送不重要的感觉信号。这些感官线索通常在健康的大脑中受到抑制。

因此，重要的是要了解丘脑的配电盘操作员（背内侧区域）如何控制应该对哪些感觉信息采取行动，哪些应该被忽略。

丘脑的内侧回路如何影响不确定期间的决策

如前所述，丘脑中有两组不同的表型不同的背侧环路。一组在前额叶皮层释放兴奋性神经递质，而另一组释放抑制性神经递质。在不确定的时刻，这些神经元回路将共同放大或抑制前额叶皮层的活动。因此，抑制性神经元回路在防止健康大脑专注于不相关的感觉信息方面起着重要作用。然而，有证据表明，患有精神分裂症的人在内侧丘脑中的抑制性神经元活性较低。

运动如何帮助科学家研究不确定性

研究表明，运动疗法可以改善精神分裂症的症状。然而，运动在缓解这些症状中的作用*在海马体和神经递质多巴胺、血清素、γ-氨基丁酸 (GABA) 和去甲肾上腺素的背景下进行了研究。科学家们尚未研究运动如何影响健康和精神分裂症受试者中背侧丘脑中抑制性神经元的神经元活动。证据表明，运动可以帮助恢复至少一种神经系统疾病多发性硬化症中的丘脑萎缩（收缩）。与 MS 类似，据报道精神分裂症患者的大脑会出现皮质物质萎缩。

移动脑电图设备如何帮助科学家研究不确定性

运动能否帮助精神分裂症患者恢复丘脑中抑制性神经元的活动，从而适当抑制前额叶皮层的活动？如果没有适当的实验设计和移动脑电图机等设备，这是一个不可能回答的问题。从历史上看，EEG 机器很重、很大而且笨重。即使是便携式 EEG 机器也受到其以较小背景噪音收集高质量数据的能力的限制。

Mentalab 的脑电信号采集系统 Explore+（可点击查看详情）是一种有价值的工具，用于研究大脑如何处理健康和患病大脑的不确定性。这种便携式脑电图装置可以帮助神经科学家快速捕捉实验室内外的大脑电活动。

移动脑电图设备：释放大脑研究的潜力

内侧丘脑是大脑的一个重要区域，它决定哪些感觉信息应该被发送到大脑的决策中心（前额叶皮层），哪些应该被阻止。移动EEG 设备为研究人类大脑的科学家开辟了一个充满可能性的新世界。它们为研究提供了新的途径，并允许在现实环境中、在不同的实验参数下和长时间收集数据。移动脑电图设备的潜在应用是无限的，它们有望扩大我们对生物学*前沿——人脑的理解。

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