节律性与稳态唤醒以不同方式塑造人类决策偏倚

为什么瞬时警觉度很重要

即便我们两次观察同一场景，也不一定会对所见作出相同判断。有时我们会说“看到了”，有时即便证据相同也会说“没有看到”。本研究探讨我们决策为何如此多变，重点关注一个微妙的罪魁祸首：唤醒水平的自然起伏，即大脑的警觉状态。通过将缓慢的背景唤醒与短暂的唤醒爆发区分开，作者表明这两种模式以不同方式推动我们的选择，帮助解释为何我们有时审慎而有时大胆。

两种警觉，两类偏倚

长期以来，科学家们怀疑唤醒至少有两种功能上不同的形式：一种是稳定的基线水平（稳态唤醒），另一种是与任务相关的短暂爆发（相位性唤醒）。两者都由脑内的化学递质驱动，如去甲肾上腺素和乙酰胆碱。在人类中，这些隐性变化可通过瞳孔间接追踪：静息时瞳孔较大反映较高的稳态唤醒，而围绕决策时刻的快速扩张反映相位性唤醒。早期工作暗示这两种状态可能影响我们决策的偏倚程度，但其底层脑机制以及不同化学系统的作用尚不清楚。

在压力下测试决策

为探究这一点，28名男性志愿者完成了一项苛刻的“是/否”任务：他们需要在闪烁的视觉噪声中检测微弱的条纹图案（Gabor补丁）。在某些区块中，过于谨慎会受到惩罚：如果他们错过目标，会听到令人不快的蜂鸣声，从而鼓励更宽松的“说有”的策略。在另一些区块，则对虚报进行惩罚，鼓励更保守的“说无”的策略。在他们执行任务时，研究者记录了瞳孔大小并用脑电图（EEG）记录大脑活动。在不同日子里，相同参与者还按双盲交叉设计接受了提升儿茶酚胺的药物（阿托莫西汀）、提升乙酰胆碱的药物（多奈哌齐）或安慰剂。这使团队能够研究自然的唤醒波动以及实验性提高的基线唤醒。

缓慢变化使我们更倾向于“有”

第一个关键发现与稳态唤醒有关。当试验前的平均瞳孔较大时，受试者更可能回答“有”，不论当前任务情境是鼓励宽松还是保守响应。换言之，高稳态唤醒与一种固有的、与情境无关的倾向——认可信号存在——相关。用信号检测框架对其行为建模证实，更高的稳态唤醒对应于较低的决策标准——即向更宽松的决策偏移——但并未可靠地改变他们对实际视觉证据的敏感性。药理学上提升儿茶酚胺和乙酰胆碱也显示出相同方向的趋势：总体上更多“有”的选择，但参与者区分信号与噪声的能力并未显著改变。

快速爆发削弱策略性偏倚

相位性唤醒则讲述了不同的故事。与反应时间锁定的短暂瞳孔扩张在那些违背当前鼓励偏倚的试验中最大：保守区块中的“有”反应和宽松区块中的“无”反应。与稳态唤醒不同，这些爆发并不与总体上的“有”倾向相关，而是标志着战略性偏倚的瞬时减弱。对决策过程的详细计算建模展示了其工作原理。任务中的策略性偏倚主要通过决策过程中的“先头优势”来实现——即证据累积起点偏向被鼓励的反应。高相位性唤醒选择性地削弱了这一起始点偏倚，使初始状态更接近中性，令行为不那么受当前惩罚方案的左右。脑电记录支持了这一点：在偏倚强烈时，可见准备性运动皮层活动预先偏向更可能的反应，但在伴随强烈相位性瞳孔反应的试验中，这类活动明显减弱。

大脑中发生了哪些变化——哪些保持稳定

作者还检查了偏倚操纵是否改变了对视觉图案的早期感觉处理或额叶与枕叶区域的总体脑节律。通过使用独立的“局部化”任务和在EEG上训练的机器学习分类器，他们发现保守设定提高了感觉表征的保真度（更高的敏感性），但并未将那些神经表征偏向某一决策。同样，他们未发现经典指标（如额叶θ波或枕叶α功率）有可靠的偏倚相关变化。相反，战略性偏倚最明显的神经签名体现在运动区的低频、侧化活动上，这种活动为与当前被鼓励反应相关的手部做准备——而相位性唤醒会短暂抑制这一活动。

大脑状态如何塑造日常选择

综观全局，这项研究描绘了大脑状态如何塑造我们决策的细致图景。缓慢的基线唤醒会温和地使我们更频繁地说“有”，这一影响独立于当下的规则或激励。相比之下，发生在决策周围的快速唤醒爆发帮助我们摆脱情境诱发的习惯——通过暂时中和对被鼓励选择的“先头优势”。对日常生活而言，这意味着我们波动的警觉度不仅关乎清醒或昏昏欲睡；它持续并差异化地影响在面对模糊证据时，我们是倾向接受还是抗拒当前偏见。

引用: Nuiten, S.A., De Gee, J.W., Zantvoord, J.B. et al. Phasic and tonic arousal distinctly shape human decision bias. Commun Biol 9, 553 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09776-8

关键词: 唤醒, 决策偏倚, 瞳孔测量学, 神经调质, 视觉检测