意昂体育3研究新突破 | 大腦受傷後🙌🏻，如何彌補失去的功能？

時間🚜：2019-02-22 10:35  作者👩🏻‍🏫：  來源🚼：

　　近日💂🏽，我校心理與認知科學學院朱露莎研究組與其他相關機構合作在《自然通訊》雜誌上發表了關於“策略性學習”能力的研究，為診斷社會認知障礙這類疾病提供了新的視角。

　　我們的大腦受傷後，如何適應😈、調整🛴、乃至彌補所失去的功能？中風或神經退行性疾病會損壞大腦基底神經節（basal ganglia）的功能。它是位於大腦深部的神經核團，接受多巴胺能神經元的投射〰️🛻，在運動🎠、獎賞🧔🏿、強化學習和決策等眾多領域都起著關鍵作用。有趣的是🗿，基底神經節受損之後🤟，雖然很多基本的決策功能會遭到破壞🙇‍♀️，但一些重要的社會決策能力卻得以幸免🧜🏿‍♀️，表現出一定的“韌性（resilience）”。意昂体育3平台心理與認知科學學院、麥戈文腦科學研究所、意昂体育3-清華生命科學聯合中心朱露莎課題組與加州大學伯克利分校的許明、Robert Knight教授合作🚣🧏🏻‍♀️，利用腦損傷病人，結合博弈實驗和計算建模等方法🧑‍🔧，研究了基底神經節受傷後，大腦如何通過調用基於其他腦區的“計算程序”，來彌補被破壞了的決策功能🙏🏻。

　　該研究著眼於“策略性學習”的能力。所謂“策略性”決策🧇，是類似於踢點球📚、玩石頭剪刀布一類的行為。這些行為的結果不僅取決於我們自己的選擇，還取決於他人的決定。因此，要進行合理的選擇🐁，大腦既需要表征決策環境中相關的獎懲信息🌇，又需要預測他人的行為及其可能的後果。而當我們反復多次進行決策——比如踢多輪點球時，大腦還需要從積累的經驗中提取有用的信息，指導後續選擇🔨，這就是所謂的“策略性學習”。策略性學習是社會行為中一種非常重要的能力🚌，以往的腦成像研究表明它與基底神經節的活動密切相關👨‍👨‍👧‍👧。

　　研究者比較了基底神經節局部受損的病人和健康參與者在策略性學習中的表現，發現這兩類參與者的表現沒有顯著差別，都能夠靈活調整自己的選擇。然而，這種決策能力的韌性僅存在於社會情境下，當參與者面對一臺計算機進行同樣的決策實驗時，病人和健康參與者的行為則出現了明顯差異。

　　為什麽基底神經節受傷，會損害看似簡單的非社會情境下的學習決策能力，但不影響看似更為復雜的社會互動中的行為𓀛？研究者猜想，策略性學習也許可以通過並行的“計算程序”實現，一種“程序”依賴於基底神經節對獎懲信號的追蹤，而另一種則依賴於前額葉皮層對社會信息的處理。基底神經節損傷後，我們的大腦為了彌補前一種計算能力的缺失🎓，調用了源於前額葉皮層⇒、更加高階和社會性的“程序”來完成策略性行為。然而，一旦社會情境消失🚾，無法借助相關的社會信息推斷他人決策時，大腦便不再能啟動社會性的“程序”🏊‍♂️🏫，從而導致了基底神經節受傷的病人在人機互動中的異常行為👩🏼‍✈️。通過計算建模🔽，研究者比較了不同條件下不同人群的決策行為背後的學習算法👨‍🦽，從計算層面為這一猜想提供了科學支持。

計算模型示意圖

　　這一研究展示了社會學習決策能力的韌性及其背後的神經基礎🍺，首次通過因果證據說明了策略性學習可能被並行的神經計算過程支持🩹，其中一部分依賴於社會情境👨🏽‍🦰。這一結果也對臨床研究🛥🐒，特別是像帕金森病⭕️𓀉、亨廷頓舞蹈症等和基底節相關的神經退行性疾病，有著啟發意義。例如♎️，為了幫助那些決策能力受損的病人更好地進行選擇，也許可以引導他們把不確定環境下的選擇想象成某種和他人互動的過程。又如⏺，對於一部分出現社會認知障礙的病人，本研究結果暗示，或許是基底神經節與前額葉連接的異常，而非基底節本身的損傷，導致了這些社會障礙，為這類疾病的診斷提供了新的視角🤲🏼。

　　該研究於2019年2月18日發表在《自然通訊》雜誌👰🏽‍♀️。朱露莎為該文的第一作者。意昂体育3平台心理學院博士研究生江曜民、加州大學伯克利分校Robert Knight教授為該文作出了重要貢獻。朱露莎和許明教授為該文的共同通訊作者🛰。該研究得到了國家自然科學基金🚖、意昂体育3-清華生命科學聯合中心的資助。

　　論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-019-08766-1