当我们与世界互动时，我们不断地看到不可靠或不完整的信息——从拥挤房间里混杂的声音到动机不明的热心陌生人。幸运的是，我们的大脑能够很好地评估我们用来做决定的证据的质量，通常允许我们慎重地采取行动，而不是匆忙下结论。
现在，麻省理工学院麦戈文大脑研究所的神经科学家们已经锁定了在不确定条件下帮助指导决策的关键大脑回路。通过研究老鼠如何解释模糊的感觉线索，他们发现了阻止大脑使用不可靠信息的神经元。
10月6日发表在《自然》(Nature)杂志上的研究结果，可能有助于研究人员开发精神分裂症及相关疾病的治疗方法，这些疾病的症状可能至少部分是由于患者无法有效地衡量不确定性。
解码模棱两可
麻省理工学院(MIT)大脑和认知科学副教授迈克尔·哈拉萨(Michael Halassa)说:“很多认知实际上是关于处理不同类型的不确定性。”他解释说，我们都必须使用模棱两可的信息来推断世界上正在发生的事情。要解决这种模棱两可的问题，就要认识到我们对自己的结论有多自信。当这个过程失败时，它会极大地扭曲我们对周围世界的理解。
“在我看来，精神分裂症谱系障碍是正确推断世界事件的原因和他人想法的障碍，”执业精神病学家哈拉萨说。他说，这些疾病的患者往往会基于大多数人认为无意义或无关的事件或信号而形成强烈的信念。他们可能认为乱码的音频中隐藏着信息，或者担心大笑的陌生人正在密谋对付他们。这些事情并非不可能发生，但当病人没有意识到它们极不可能发生时，就会产生错觉。
Halassa和博士后Arghya Mukherjee想知道健康的大脑是如何处理不确定性的，其他实验室最近的研究提供了一些线索。功能性脑成像显示，当人们被要求研究一个场景，但他们不确定要注意什么时，大脑中被称为中背丘脑的部分变得活跃。人们在这项任务中得到的指导越少，中背丘脑的工作就越困难。
丘脑是大脑中的一个十字路口，由连接遥远大脑区域的细胞组成。它的中背部区域向前额皮质发送信号，在前额皮质，感觉信息与我们的目标、欲望和知识相结合，以指导行为。哈拉萨实验室之前的研究表明，中背丘脑帮助前额皮质在决策过程中接收正确的信号，并在环境变化时根据需要调整信号。有趣的是，人们发现精神分裂症患者的这一大脑区域不如其他人活跃。
Halassa和Mukherjee与博士后Norman Lam和研究科学家Ralf Wimmer合作，设计了一套动物实验来检验中背丘脑在处理不确定性中的作用。老鼠经过训练，根据声音提示对感官信号做出反应，这些声音提醒它们是专注于光还是声音。当动物得到相互矛盾的提示时，它们自己决定哪一个是最明显的，并采取相应的行动。实验人员通过操纵线索的数量和比例来改变这项任务的不确定性。
劳动分工
通过操纵和记录动物大脑的活动，研究人员发现，每次老鼠完成这项任务时，前额叶皮层都会参与进来，但只有当动物收到让它们不确定如何行动的信号时，中背丘脑才需要参与进来。哈拉萨说，大脑内部有一个简单的劳动分工。“有一个区域关心信息的内容——那就是前额叶皮层——而丘脑似乎关心输入信息的确定性。”
哈拉萨和慕克吉在中后丘脑中发现了一个细胞子集，当动物听到相互冲突的声音提示时，这些细胞特别活跃。这些神经元直接连接到前额皮质，是抑制性神经元，能够抑制下游信号。所以当他们开火时，哈拉萨说，他们有效地阻止了大脑对不可靠信息的反应。另一种类型的细胞则专注于信号稀疏时产生的不确定性。慕克吉解释说:“有一个专门的电路来整合时间上的证据，从这种评估中提取意义。”
随着哈拉萨和慕克吉对这些神经回路进行更深入的研究，当务之急将是确定精神分裂症患者的神经回路是否被破坏。为此，他们正在探索这种疾病的动物模型中的回路。慕克吉说，希望最终能够利用目前正在开发的非侵入性、集中的药物输送方法，针对患者功能失调的神经回路。“我们有这些电路的遗传特性。我们知道它们表达特定类型的受体，所以我们可以找到针对这些受体的药物，”他说。“然后，作为一种潜在的治疗策略，你可以在丘脑中背侧释放这些药物来调节回路。”
