說到競爭,前扣帶回皮層最擅長。

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科學家喜歡研究選擇行為。這是一個重要的研究領域,適用於許多不同的應用,包括市場營銷,也包括配偶選擇、營養、藥物成癮,以及……你的生活充滿了選擇。當你站在商店裡,面對那堵堆滿各種麥片的巨大牆壁時?當你決定按下鬧鐘的稍後提醒時?當你決定在晚餐後看甜點選單時?所有這些都是不同型別的選擇,我們的大腦有不同的方法來計算每種選擇的成本和收益(或者,就我而言,看到那巨大的麥片通道時,大腦完全崩潰。我討厭那東西)。

但是,當科學家研究選擇和決策時,他們通常會在某種程度上在真空中研究它。不是字面意義上的真空,而是在一個變數非常少的環境中。你有一隻老鼠,可以選擇槓桿,或者在迷宮中選擇方向。你有一個人在掃描器中,可以選擇兩個不同的物體或下注多少。這對於研究不同型別的決策是如何做出的非常有用,但是隨著我們對選擇瞭解的更多,我們必須開始新增更多的變數。

而且,在現實生活中的選擇中,還伴隨著其他東西:競爭。許多最重要的決定是在競爭存在的情況下做出的,例如對資源的決定。找到一片好的漿果地?可能有人在你之前來過那裡。遇到一位你想追求的可愛雌性或雄性田鼠?可能還有另一個追求者在敲門。所以現在的問題變成了,大腦如何在競爭存在的情況下處理決策?


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Hillman和Bilkey。“前扣帶回皮層中競爭努力的神經編碼”《自然神經科學》,2012年。

為了研究競爭如何改變大腦處理選擇的方式,這項研究的作者不得不發明一種新的行為研究。他們設定了老鼠來記錄前扣帶回皮層的神經元,該區域參與確定成本效益決策中的努力程度。然後他們讓老鼠跑迷宮。在迷宮的一側,老鼠可以獲得兩個食物顆粒,這兩個顆粒在一個隔板旁邊。隔板的另一側是另一隻老鼠,它也獲得了自己的兩個食物顆粒。在迷宮的另一側,老鼠可以獲得十二個食物顆粒,但這次隔板稍微開啟,這意味著老鼠正在與另一側的另一隻老鼠競爭食物。

因此,選擇是在一個沒有競爭的位置(獎勵較小)和一個有競爭的位置(獎勵較大)之間。

當老鼠做出這個決定時,他們記錄了前扣帶回皮層的神經元活動。

你可以看到圖中底部的熱圖,它顯示了前扣帶回皮層的總活動。形狀是迷宮。沒有競爭的獎勵在左側,有競爭的獎勵在右側。你可以看到,當決策涉及競爭時,前扣帶回皮層的活動在右側比在左側更高。

放電差異也隨著動物社會支配地位的特徵而變化。當老鼠面對另一隻它知道是臣服於它的老鼠時,前扣帶回皮層的放電比老鼠面對另一隻它知道是支配地位的老鼠時更多。

經過進一步分析,出現了一些有趣的結果。前扣帶回皮層的活動並不取決於競爭的結果,而僅僅取決於成本效益方程中存在競爭對手。因此,放電的變化似乎是老鼠分析選項方式的變化,它知道競爭對手的存在,但與老鼠做出的最終決定無關。作者稱之為“競爭努力的編碼”,即計算獲得獎勵需要多少努力。

這是第一次有人使用老鼠之間的一對一競爭來研究這個問題,但我想知道,如果獎勵只是更難獲得並且需要更多的工作(例如,透過按壓槓桿),這種“競爭努力”放電是否也適用於其他型別的努力。 “競爭努力”與其他型別的努力有何不同?以及如何不同?

但是,下次當你開始爭奪位置以獲得最後一個甜甜圈時,想想你的選擇。並想想你的前扣帶回皮層。

Hillman KL, & Bilkey DK (2012)。前扣帶回皮層中競爭努力的神經編碼。《自然神經科學》,15 (9), 1290-7 PMID: 22885851

Scicurious has a PhD in Physiology from a Southern institution. She has a Bachelor of Arts in Philosophy and a Bachelor of Science in Biology from another respected Southern institution. She is currently a post-doctoral researcher at a celebrated institution that is very fancy and somewhere else. Her professional interests are in neurophysiology and psychiatric disorders. She recently obtained her PhD and is pursuing her love of science and writing at the same time. She often blogs in the third person. For more information about Scicurious and to view her recent award and activities, please see her CV ( http://scientopia.org/blogs/scicurious/a-scicurious-cv/)

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