前扣带回神经元将以往决策的结果监测与持续运动信号相结合

为何过去的选择仍然重要

想象你在玩一个规则从不改变的简单游戏，但你的大脑仍然会记录你刚刚做了什么以及是否奏效。这项研究探讨了小鼠的一个关键脑区如何在那些信息并非获胜所必需时，仍然悄悄地监控近期选择的成败。理解这一隐性记账机制有助于揭示当环境发生变化时，大脑如何保持随时准备进行调整。

平稳的世界与隐含的习惯

研究者训练小鼠在一个非常稳定的环境中执行视觉任务。每个试次中，动物会看到一系列短促的光闪，并需判断闪烁是快还是慢，然后走到左侧或右侧的取食口领取奖励。将闪烁频率与正确侧联结的规则从未改变，且试次类型是随机排列的。原则上，最佳策略是忽略早前试次发生的事情，只关注当前的视觉证据。

选择仍然受到近期历史的影响

尽管规则很简单，小鼠的决策仍会被最近发生的事情所推动。在一次获得奖励的选择后，它们在下一次试次中更可能再次选择该侧。利用统计模型，作者显示近期的选择与结果组合会改变动物的偏好，而它们对实际视觉证据的敏感性仍然很强。当试次历史的影响相对于刺激的影响变大时，整体表现会下降。这表明，动物依赖近期经验的自然倾向在此特定任务中反而可能使其表现变差。

追踪近期过去的脑区

接着，团队问道前扣带皮层（ACC）中的神经元如何处理这些信息。他们使用微型头戴式显微镜记录了自由活动小鼠中数百个ACC细胞的活动。许多神经元根据上一次选择及其结果的不同组合表现出不同反应。对群体活动训练的计算解码器能够可靠地判断前一试次是正确左侧、正确右侧、错误左侧还是错误右侧，即使小鼠已经进入并执行下一试次。这些信号可持续数秒，有时在动物已经做出新决策后仍可读出。

将思想与运动区分开来

由于运动会强烈塑造脑活动，作者在记录神经数据的同时仔细测量了动物的姿势、步伐和头部朝向。他们建立了模型，尝试分别用运动、感官事件或试次历史来解释每个神经元的活动。正如预期，许多细胞反映了身体如何移动。然而，仅由试次历史解释的那部分神经活动也占据了相当且独特的比例，不能归结为小鼠如何或在哪里移动。这种与历史相关的活动出人意料地紧凑，依赖于一小组在神经元间共享的模式，并且在不同小鼠之间看起来非常相似，这与更具个人差异性的运动信号形成对比。

始终准备改变航向

在日常生活中，我们常面对规则变化和不确定的奖励，但这里的世界是稳定且可预测的。尽管如此，熟练的小鼠的ACC神经元仍持续记录近期的选择及其结果，使用一种在个体间大体相同且部分独立于运动的群体编码。对非专业读者而言，这表明大脑即便在并非严格必要的情况下也会保留一份近期行为的内部记分表，或许作为一种安全机制。通过维持这种连续历史记录，ACC可能使动物（很可能也包括人类）在环境突然变化时能够快速修正策略，以牺牲少量效率换取随时适应的能力。

引用: Oesch, L.T., Thomas, M.C., Sandberg, D. et al. Anterior cingulate neurons combine outcome monitoring of past decisions with ongoing movement signals. Nat Commun 17, 4354 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-70639-1

关键词: 前扣带皮层, 试次历史, 决策制定, 神经群体活动, 小鼠行为