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我们的大脑是如何告诉我们出了什么问题的?

本站发布时间:2023-11-21 13:52:01

当我们成功地关上门或渴望接受采访时,我们的大脑会在我们行动失误时发出信号,因为这些声音与我们期望听到的声音不同尽管很长时间以来,大脑就发现了这些错误,但还不清楚是否有大脑细胞只有一项工作——即在声音被检测到或“关闭”时发出信号

在纽约大学的团队中,神经科学家发现了一些神经元,即所谓的“预测错误神经元”,它们对声音没有反应,但只对声音和外界的期望做出反应,从而发出错误的信息

“大脑明显检测到了世界上发生的事情,但你会更好地了解发生的事情是意料之中的还是非意料之中的,”纽约大学神经科学中心的一位资深教授AvidSchneider解释道,这项研究出现在JNeurosci中“我们发现大脑中有一些特定的神经不会告诉你发生了什么,而是会告诉你正在发生什么。”

该论文的作者补充说,研究结果可能有助于更好地阐明学习过程,找出某些痛苦的原因,并提出与之相关的建议

纽约大学神经科学中心的博士后、该论文的主要作者Nicholas Audette观察到:“这些神经元可能对学习如何在乐器上发声或发声至关重要。”Schneider补充道:“这些人中的许多人都有三个错误,很多错误,也没有从错误中吸取教训。”“专家们是否能更好地预测大脑中的错误,而那些大脑发育不全的人,是否能预测大脑的错误?”

具有可预测的传感器序列的行为例如,当关闭一扇门时,我们预计会听到意外的“砰砰”声,或是突然移动的特殊形式这些行为不仅限于人类——猴子、老鼠和其他动物可以学会预测运动会产生什么声音,以及声音何时发生

先前的研究表明,在人类和其他动物的大脑中,当声音违反动物的期望时,神经有显著的反应,当声音符合期望时,反应较弱但目前还不清楚这些神经是否只有一项工作——以表明声音是出乎意料的

为了解决这个问题,Schneider和Audeter在他们之前的工作基础上建立了基础,揭示了“对”和“错”声音之间的区别在这项新的JNeurosci研究中,他们通过一系列实验和分离神经元活性来研究小鼠的反应

在这些实验中,按下一个按钮后可能会听到特别的声音这是反复进行的,直到按下时它们与声音相关联耳朵、耳朵、耳朵和老鼠都听到了产生子序列的声音——这种声音被设计成模仿在产生错误时听到的意外声音

科学家们发现,许多化学神经元(“预测错误神经元”)是沉默的——这意味着它们不会产生可供大脑其他部分使用的设计——除非它们在大脑中做出了预期的动作

更具体地说,他们发现,当出现问题时,他们的审计团队中的个人预测错误不会发出信号,而是会发出错误的信号

例如,每次声音太安静,就会激活一组预测错误神经元然而,当声音是预期的音量但却很慢时,一组完全不同的预测错误神经就会活跃起来

施奈德解释道:“当移动发出意外的声音时,它可能会以不同的方式违反预期。”“不同的神经在运动发出声音时会有反应,而其他神经在运动产生错误声音时则会有反应。”

这项研究得到了国家卫生研究所(R01-DC018802)的资助


来源:

Materials provided by
New York University.
注明: Content may be edited for style and length.


参考:

  1. Nicholas J. Audette, David M. Schneider.
    Stimulus-specific prediction error neurons in mouse auditory cortex. The Journal of Neuroscience, 2023; JN-RM-0512-23 DOI: 10.1523/JNEUROSCI.0512-23.2023

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