在大脑中重播结果可以预测我们是接近还是避免情况

过去的神经科学研究表明，在决定下一步行动时，小鼠和其他啮齿动物倾向于在大脑中重播类似情况的过去结果，这反映在序列中某些大脑区域的快速激活上。最近，一些研究使用成像技术记录了人脑中类似的重播相关大脑活动。

伦敦大学学院(UCL)的研究人员进行了一项研究，探索过去积极和消极结果的快速“重播”可以预测人类在可能失去或获得金钱的情况下做出的选择的可能性。他们的研究结果发表在《自然神经科学》上，揭示了大脑重播与人类计划行为之间的可能联系，这表明在选择接近或避免某种情况时，人类在心理上代表了他们的选择可能导致的最坏情况。

“这项工作的灵感来自许多关于大脑'重播'的新发现，”进行这项研究的研究人员之一杰西卡麦克法迪恩告诉Medical Xpress。“啮齿动物倾向于重播奖励路径(计划去哪里)，但也倾向于重播可能导致电击的路径(计划不去哪里)。那么，当我们不确定一条道路是通往奖励还是惩罚时，会发生什么?这就是我感兴趣的。

McFadyen和她的同事Yunzhe Liu和Raymond J. Dolan最近研究的主要目的是研究在结果不容易推断的情况下，不同的路径如何在人脑中重播。具体来说，他们研究了人类可能就是否接近或避免给定路径发生冲突的场景，这种困境被称为接近 - 避免冲突。

“当我们不确定时，选择是留下(避免)还是离开(接近)是很困难的，大脑中的重播可能会解释我们最终如何下定决心，”麦克法迪恩说。“为了验证这一假设，我们使用了一种称为脑磁图的大脑成像技术，该技术需要使用位于头皮上的机器来拾取通过人类神经元的微小电流。

脑磁图使研究人员能够精确测量大脑不同区域的活动爆发以及何时发生。McFadyen和她的同事专门用它来测量重播期间大脑中发生的非常快的大脑活动爆发，这些时间相隔只有大约40毫秒。

他们在25名参与者中记录了这些活动的爆发，他们被要求参加一个简单的基于图片的游戏。在这场游戏中，参与者看到了不同的场景，他们必须选择是接近还是避开特定的路径。

“这些路径只是图像序列，参与者知道哪些序列将以正点(奖金)或负点(没有奖金)结束，”McFadyen解释说。“一个关键因素是，如果参与者选择接近，他们可能无法到达他们想要的道路。总有一些概率(例如，30%的机会)他们会被送到更危险的道路。当参与者考虑是否冒险时，我们捕捉到了我们最感兴趣的大脑活动，即与避免接近冲突期间的重播相关的活动。

在他们收集了他们的大脑记录后，研究人员使用机器学习来分析它们，并确定他们之前看到的哪些图像在参与者做出新决定时在大脑中重播。换句话说，他们使用的模型检测到大脑活动序列的重新激活，这些序列是在参与者最初看到给定图像时首次记录的。

通过分析这些结果与参与者做出的决定(即，他们是否接近或避免给定的情况)，McFadyen和她的同事能够确定在参与者决定接近或避免给定路径之前重播的序列。

“我们最大的发现是人类在最坏的情况下发挥作用，”麦克法迪恩说。“如果参与者最终决定完全避免，他们倾向于重播(或者更确切地说是'模拟')导致想要但放弃的奖励的路径。另一方面，如果参与者最终决定接近并承担风险，他们倾向于重播导致令人担心的负面结果的路径。这种反事实思维可能是大脑确保我们不会忘记其他结果的一种方式。

这组研究人员收集的研究结果提供了一些有趣的新见解，即人类在决定是否接近或避免某种情况之前倾向于在大脑中重播过去的经历。在未来，它们可以为探索重播和决策之间联系的其他工作提供信息，同时也有可能提高我们对与焦虑症和其他精神疾病相关的有问题的回避行为的理解。

“这项研究可以带我们去很多地方，”McFadyen补充道。“一种途径是进一步研究如何更好地测量人脑中的回放，因为即使使用机器学习也很难获得可靠的测量结果。另一个途径是进一步研究重播与过去和未来的负面模拟之间的关系，这些模拟在抑郁和焦虑中起着关键作用。如果我们更好地了解这些模拟在大脑中发生的位置，以及它们的自发性或可控性，那么我们就可以更好地指导心理健康治疗。

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