在发表于《自然·神经科学》（Nature Neuroscience）的一项研究中，冷泉港实验室辛西娅·R·斯特宾斯研究员米特拉·贾瓦德扎德及其在剑桥大学和伦敦大学学院的合作者，考察了视觉皮层两个相邻区域如何相互作用。他们发现，当这两个区域的活动匹配时，共享的模式会持续存在。然而，当这两个区域产生冲突的模式时，分歧会在几分之一秒内消退。
这些发现为大脑如何将来自专门区域的信息整合为单一、连贯的感知提供了一种可能的解释。
专门化大脑区域如何协同工作
大脑的不同部分负责处理不同的感觉信息流，然而我们对世界的体验通常感觉是统一的，而非碎片化的。理解这些专门化系统如何相互协调是神经科学中的一项重大挑战。
“我们试图理解，这些不同的模块之间如何能有如此高度的专门化，却始终产生一致的整体结果，”贾瓦德扎德说。
研究人员重点关注了大脑新皮层中两个著名的视觉处理区域：初级视觉皮层（V1）和外后侧视觉区（LM）。视觉处理并非简单地从一个区域单向传递到下一个区域。相反，这些区域会不断相互交换信息。
测试视觉区域不一致时会发生什么
为了探索这种交流，贾瓦德扎德及其同事训练小鼠区分两个朝相反方向倾斜的视觉图案。动物只有在识别出其中一个方向时才会获得奖励。
在任务过程中，研究人员暂时使V1或LM失活，并观察剩余区域在没有其通常伙伴的情况下如何表现。随后，该团队利用这些观察结果创建了一个V1-LM回路的人工神经网络模型。借助该模型，他们可以测试当特定神经元发生改变时系统会如何响应。
结果揭示了一个显著的模式。两个大脑区域之间冲突的活动迅速消失，而两个区域共享的活动则持续更长时间。
“我们发现，随着时间的推移，区域之间的这些连接类型实现了一种我们称之为‘共识构建’的机制，”贾瓦德扎德解释道。
一种可能的全脑共识机制
该研究仅考察了参与视觉的两个区域，但研究人员目前正在调查同样的过程是否在新皮层更广泛的范围内起作用。
“例如，当你看到的与你听到的相矛盾时，你是否仍然使用同一种机制来调和这两者？”她问道。
如果动态共识构建被证明是普遍存在的，它可能有助于科学家更好地理解大脑如何将竞争性信号整合为对世界的稳定解释。它还可能阐明当不同大脑区域未能得出相同结论时会发生什么。
这一观点甚至可能具有超越神经科学的影响。类似的原则可能有助于研究人员思考人工智能系统如何处理冲突的信息流，并决定信任哪些信号。
“虽然我们了解大脑的各个独立构建模块，但将它们组合在一起的‘胶水’是什么？”贾瓦德扎德问道。“了解这一点最终能帮助我们理解大脑作为一个整体是如何运作的。”