中科院团队发现大脑“重要性判断”新环路:D1/D2 神经元可调控杏仁核乙酰胆碱信号
据 IT之家 8 月 20 日援引“中科院之声”消息,中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心日前在大脑显著性加工机制研究中取得新进展。研究发现,伏隔核内两类纹状体神经元 D1 和 D2,能够通过调控基底前脑至基底外侧杏仁核的胆碱能输入,进而双向影响杏仁核中乙酰胆碱的释放。这一环路被认为与大脑识别外界事件“是否重要”、分配注意力、触发情绪反应以及后续学习决策密切相关。
人类每天都会接收大量声音、图像、社交线索和环境变化,但并非所有信息都会被大脑优先处理。能够迅速牵动注意力和情绪的事件,通常被称为具有“显著性”的刺激。来源显示,显著性刺激大致可分为奖赏和威胁(惩罚)两类,而杏仁核长期被认为是处理情绪与显著性信息的关键脑区。不过,在此之前,大脑如何动态调控杏仁核,并完成对重要事件的识别与编码,仍缺乏清晰解释。
乙酰胆碱信号或是大脑标记“值得关注”的关键线索
此次研究的核心发现是,杏仁核中的乙酰胆碱信号并不只是简单区分刺激“好”或“坏”,而是能够反映外界刺激本身的重要性。换句话说,某个事件可能意味着奖赏,也可能意味着威胁,但只要它对个体行为具有足够意义,大脑就需要优先识别并作出反应。
研究显示,伏隔核中的 D1 和 D2 两类神经元可以通过“伏隔核—基底前脑胆碱能系统—基底外侧杏仁核”这一通路,对杏仁核乙酰胆碱释放进行双向控制。来源将这种释放过程描述为类似给大脑打上“值得关注”的标记,从而影响注意力分配、情绪反应以及随后的学习决策。
- 关键脑区:杏仁核负责处理情绪和显著性相关信息;
- 关键细胞:伏隔核内 D1、D2 两类纹状体神经元参与调控;
- 关键通路:调控经由基底前脑至基底外侧杏仁核的胆碱能输入完成;
- 关键功能:影响显著性表征、强化学习行为以及对重要事件的判断。
从“行动控制”延伸到“重要性表征”
过去,基底神经节常被放在行动促进、行动抑制和强化学习框架中理解。此次发现的意义在于,它将相关功能进一步拓展到显著性表征调控:D1 和 D2 神经元不仅影响个体是否采取行动,也参与判断外界事件是否值得投入注意力。
来源显示,研究团队通过环路操控实验证实,改变 D1 或 D2 神经元活动,会影响杏仁核乙酰胆碱动态、显著性神经表征以及动物的强化学习行为。这说明该环路并非只是伴随显著性加工出现的信号变化,而可能在其中具有调节作用。
从科技与 AI 视角看,这类基础脑科学研究也为理解“注意力”和“重要性评估”提供了生物学参照。当前人工智能系统常依靠注意力机制、奖励函数或优先级排序来筛选信息,而人脑则通过更复杂的神经环路,将情绪、动机、学习与行为选择耦合在一起。这项研究提示,重要性判断并不是单一脑区的孤立计算,而是多个系统协同调控的结果。
潜在影响:为相关脑功能障碍提供新靶点
显著性加工异常与多类脑功能障碍相关。当大脑无法正确判断某些信息的重要性时,个体可能出现注意分配异常、情绪反应失衡或学习决策偏差。此次研究揭示的“伏隔核 D1/D2 神经元—基底前脑胆碱能系统—基底外侧杏仁核”环路,为理解这些异常提供了新的神经环路基础。
值得注意的是,目前来源摘要所呈现的是机制层面的科研进展,并不意味着相关疾病干预方案已经形成。但从长期看,明确具体神经元类型、递质信号和脑区通路,有助于未来寻找更精确的干预方向。对于脑科学、类脑智能以及情绪计算研究而言,这一发现都具有重要参考价值。
总体来看,这项研究回答了一个基础但关键的问题:大脑如何从海量外界刺激中挑出“重要信息”。它不仅加深了人们对情绪、动机和学习机制的理解,也为探索智能系统中的信息筛选与优先级决策提供了新的启发。