2023-10-16 15:10作者：心靈健身房
現實生活中的許多抉擇都需要我們對多種可能的后果進行價值的估計、整合和比較。例如，當我們進入一家餐廳，計劃從多個套餐中選擇晚餐時，我們通常會反復觀察每種套餐中的單個菜品，并根據主觀偏好對不同套餐的總價值進行判斷和選擇。在這個過程中，至少有兩類不同來源的注意力會影響我們對菜品的價值評估：自上而下的空間注意力（spatial attention）和自下而上的獎賞顯著性（reward salience）。前者可以根據任務需要主動地引導大腦的視覺處理過程，幫助我們更好地完成任務，與眼動有密切的關系；而后者則吸引我們不自覺地注意到高獎賞價值刺激，加快對高獎賞刺激的反應速度。然而，不同類型的注意力是如何影響大腦對價值的編碼與抉擇行為的呢？
以往的研究表明，眶額葉皮層（orbitofrontal cortex; OFC）可能參與了大腦中價值的編碼。與人類相似，猴子的OFC是前額葉皮層（prefrontal cortex; PFC）的重要組成部分，它可以接收感覺皮層和邊緣系統的輸入，參與感覺與價值相關信息的整合、未來的預期、結果的比較、推理和抉擇等認知功能。過去的電生理研究發現，OFC單個神經元的放電活動編碼獎賞期望價值，并且這些神經元的編碼與目光的注視位置密切相關，表明注意力可以調節OFC對獎賞期望的編碼。然而，由于任務設計上的缺陷，這些研究不能明確地區分影響價值編碼的注意力到底是來自于自上而下的空間注意力還是自下而上的獎賞顯著性。此外，我們也不清楚：在基于價值的抉擇行為中，其他前額葉皮層區域——例如背外側前額葉皮層（dorsolateral prefrontal cortex; dlPFC）和腹外側前額葉皮層（ventrolateral prefrontal cortex; vlPFC）——如何編碼與基于價值抉擇相關的任務信息，這些信息編碼具有什么認知功能，以及不同類型的注意力對這些腦區和OFC調控有什么樣的異同？
針對這些問題，楊天明研究組采用更精細的行為學設計，明確區分出自上而下的空間注意力和自下而上的獎賞顯著性對OFC神經元編碼獎賞期望價值的影響。研究組首先通過行為學設計將兩種信號分開，并發現動物的任務表現主要受到自上而下的空間注意力的影響。然而行為電生理實驗結果卻表明，OFC對獎賞信息的編碼主要受到獎賞顯著性的調節，而幾乎沒有受到自上而下的空間注意力的調控。有趣的是，dlPFC對獎賞價值的編碼也受到獎賞顯著性的調控，但是與OFC相比，dlPFC也編碼了空間注意力的位置。
為了進一步研究OFC的價值編碼——以及注意力對其調控——在抉擇過程中的作用，研究組開發和使用了新的行為范式：屏幕上左右兩側分別顯示兩組圖形，每個圖形所代表的價值不同，而猴子可以通過來回掃視的方法觀察比較兩側圖形的總價值，選出價值更高的一側以獲得相應的果汁獎勵。電生理記錄發現：OFC和vlPFC神經元都可以在猴子觀察圖形刺激期間編碼正在注視中的單個圖形的價值和正在注視的那一側的圖形的整體價值。然而，vlPFC能夠在注視發生跳轉之前編碼下一個注視的圖形的價值，而OFC則是在注視發生之后才開始編碼這個圖形的價值；并且在整個觀察過程中，vlPFC早于OFC出現被選擇的一側的整體價值的信息編碼。這些結果表明：OFC的價值抉擇信號晚于vlPFC，因此對前人提出的OFC腦區計算價值的假說提出了質疑。
總結來說，楊天明研究組的近期工作發現，獼猴OFC對單個圖形的價值編碼更多受到自下而上的獎賞顯著性的影響，較少受到自上而下的空間注意力的影響；OFC與vlPFC在計算整合價值信息并做出抉擇的動態計算過程存在差異，表明OFC與其它PFC亞區相比在基于價值的抉擇行為中可能并不是做出抉擇的首要腦區。
