大脑如何做出“高难度选择”?《Cell》发现决策如同“价值空间”导航

  • 2026-04-23 17:27:44
  • 来源:医药头条

面对陌生的菜单、复杂的投资选项,我们的大脑如何在缺乏经验的情况下做出明智决策?传统理论认为,大脑前额叶皮层像一台“计价器”,将不同选项的价值换算成一种通用的“神经货币”进行比较。

2025年6月12日,牛津大学SebastijanVeselic等人在Cell在线发表题为A cognitive map for value-guided choice in the ventromedial prefrontal cortex的研究论文。

该研究提出了一个颠覆性的新模型:经济决策更像是在一个多维的“价值空间”中进行导航,而大脑用于空间寻路的古老神经机制,正是我们进行抽象价值判断的“地图”和“指南针”。这项在非人灵长类动物上进行的研究,首次在价值决策任务中发现了与空间导航同源的网格状神经编码,为理解高级认知提供了全新的框架。

理论革新:从“通用货币”到“价值地图”

经典决策理论认为,腹内侧前额叶皮层(vmPFC,Ventromedial prefrontal cortex)负责计算选项的绝对价值。然而,当面临新选项或需要根据已有知识进行推断时,这种“计价”模型显得力不从心。研究团队提出,大脑可能采用更灵活的策略:构建一个包含所有潜在选项的“认知地图”,每个选项如同地图上的一个位置,其相对“距离”代表价值差异。决策,就变成了在这个抽象价值空间中的一次“寻路”过程。这一假设将经济决策与内侧颞叶(负责空间记忆和导航的脑区)的经典功能联系起来。

关键发现一:价值空间中的“网格细胞”信号

研究人员训练猕猴完成一项需要根据线索推断选项价值的决策任务,并同步记录其vmPFC的神经活动。令人惊讶的是,他们发现vmPFC的局部场电位在θ频段上,呈现出典型的网格状编码模式,且该模式编码的是选项在抽象价值空间中的相对位置,而非任何物理空间坐标。

这种“网格信号”是大脑进行路径整合和坐标定位的核心机制,首次在高级决策中被发现,证明“价值空间导航”理论具有现实的神经基础。

文章模式图(图源自Cell

关键发现二:神经计算的“节拍器”——θ振荡相位

进一步分析发现,网格编码和表征选项价值的单个神经元活动,都与θ振荡的相位紧密锁定了,但它们出现在不同的相位窗口。价值信息主要在θ波的波谷时被表征,而网格信息则出现在其他相位。这好比一个“神经节拍器”,以θ节律交替处理“我在价值地图的哪个位置”和“此处的价值是多少”这两类信息,实现了在同一脑区高效地并行处理空间结构与价值内容。

关键发现三:规划未来的“脑内预演”——尖波波纹

空间导航中的“离线”规划,常由海马体发出的尖波波纹介导。本研究同样在vmPFC中记录到了SWR事件,且其出现在决策前的沉思时刻。这表明,在做出最终选择前,大脑可能在价值地图上进行快速的“离线模拟”或路径预演,以评估不同行动路线的潜在结果。

科学意义与深远影响

这项研究从根本上改变了我们对高级决策神经机制的理解。它表明,用于物理空间导航的、基于地图的、模拟式的计算系统,可能被大脑“回收利用”,以解决复杂的经济和社会选择问题。

这为理解人类如何进行类比推理、想象未来场景等复杂思维提供了统一的解释框架。在应用层面,这一发现有助于我们深入理解在成瘾、冲动决策或抑郁症等精神障碍中,这种“价值导航系统”是如何失调的,从而为开发新的干预手段提供理论靶点。

参考消息:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00388-5


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