前额叶、顶叶与扣带回信号在探索性决策中的不同作用

为什么大脑需要探索

日常选择——从买新手机到挑餐馆——都在已知与寻求更好之间拉扯。本文提出一个简单但有力的问题：当我们进行探索时，大脑的不同部分是否处理不同类型的好奇心——例如深入了解已有选项，还是寻找全新的可能？通过脑部扫描和精心设计的决策任务，研究者表明三处脑区协同工作，各自有专长，共同引导我们如何以及何时进行探索。

两种“环顾四周”的方式

作者首先把探索分成两种常见风格。“内部探索”指的是深入已有选项，例如进一步阅读你正在考虑的手机的评论。“外部探索”则是转向其他地方，例如去比较其他商店的竞争机型。尽管两者都被感知为“只是探索”，但它们实际上依赖不同的信息：一种是减少对已知选择的不确定性，另一种是搜索更广的环境以寻找可能更好的替代品。研究的核心目标是弄清大脑是否区分这两种探索风格，以及这种区分与我们最终停止探索并接受某一选项的时刻有何不同。

一个带盒子和积分的游戏

为探究这些过程，志愿者在磁共振成像仪中玩一个涉及隐藏奖励的游戏。在每个试次中，他们看到一个方格盒子阵列，其中一个选项以四个彩色拨盘的形式展示，每个拨盘显示可能的积分范围。每个选项只有一个拨盘真正决定奖励，因此拨盘变化越大的选项就越不确定。在每一步，玩家可以接受某个选项以获得积分，进行内部探索以移除一个拨盘使该选项更可预测，或进行外部探索以打开一个新盒子揭示另一个选项。探索会消耗屏幕上显示的积分，因此参与者必须在获取信息与过度花费之间权衡。通过用数学模型分析数千个决策，研究者估计出人们对内部探索、外部探索以及直接接受一个好选项的价值评估。

三大脑枢纽各司其职

脑成像显示出明确的分工。位于大脑后上部附近的脑区——顶内沟（intraparietal sulcus）在已有选项既有吸引力又充满不确定性时活动增强——这正是进行内部探索的理想目标。重要的是，该信号无论个体随后实际采取何种行为都存在，表明该区域持续跟踪通过探查眼前选项可以获得多少额外信息。另一处中线结构，前扣带回皮层（anterior cingulate cortex），则对更广阔环境的整体吸引力有反应，支持外部探索。它似乎监控是否值得放手并去寻找新选项，尤其是在反复尝试改善当前选择却不满意之后。

大脑前部的通用价值计

第三个位于大脑前部的区域——内侧前额叶皮层（medial prefrontal cortex）——表现则不同。它并不专注于某一种探索，而是灵活地追踪将要做出的具体决策。当参与者选择接受时，该区域反映的是当前可用最佳选项的价值；当他们选择内部或外部探索时，它则转而编码那一具体探索动作的价值。换言之，它像一个通用的价值计量器——把非常不同类型的行为（深入了解、转向他处或兑现收益）转换到同一个尺度上以指导选择。这支持了“神经通用货币”概念，即将多样的可能性转换为可比较的信号来帮助决策。

对日常选择的意义

对非专业读者来说，结论是大脑并不把所有好奇心一视同仁。一组回路衡量是否值得更深入地研究已有选项，另一组则监控周围世界是否可能存在更好机会，而第三个区域整合这些信号，形成关于下一步该怎么做的最终决定。理解这种分工有助于解释为什么有些人对单一选项过度研究，而另一些人不断寻找替代方案——以及这些脑区受损（如某些精神健康状况中所见）可能导致犹豫不决或无休止搜索的有害模式。

引用: Chan, V.K.S., Wong, N.H.L., Woo, TF. et al. Distinct contributions of prefrontal, parietal, and cingulate signals to exploratory decisions. Commun Biol 9, 272 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09550-w

关键词: 探索性决策, 脑网络, 不确定性, 奖励处理, 认知神经科学