撰文 | 十一月
責編 | 兮
當面對不確定性時，任何能夠進行統計計算的生物都會獲得適應性優勢。一般我們會用置信度（Confidence）來評估所做的選擇正確的概率。對一個選擇其置信度的準確估計可以為生物行為帶來益處，比如面對危險時是應該決定戰鬥還是選擇逃跑，比如進入咖啡店選擇哪一種飲料或者如何管理股票投資等等。作為人類，我們一直在評估自己對感知、記憶和決策的信心，這是一種被稱為元認知（Metacognition）的自我監控和反思過程的一部分，是非常個人化和主觀的。因此，置信度判斷（Confidence judgments）被認為是元認知的一個核心方面同時該行為的實現可能也需要高級靈長類特有的神經結構的配合【1】。儘管許多生物利用概率計算來指導行為，但是目前關於參與其中的神經生物學結構還不太清楚。
近日，美國冷泉港實驗室Adam Kepecs研究組在Cell發文題為Behavior- and Modality-General Representation of Confidence in Orbitofrontal Cortex，發現在嚙齒類動物中的眶額葉皮層（Orbital frontal cortex）神經元信號決定正確概率判斷的感覺模式，以支持動物的元認知能力。
那麼，置信度判斷所需要的神經生物學基礎需要具有什麼樣的特質呢？首先，神經活動需要反映置信度的計算，比如說能夠反映一個行為或者命題正確的統計概率。其次，神經活動應該在基於置信度的基礎上與最終的行為決定相關聯。但是神經活動與置信度再到引導行為的發生這兩個標準其實僅僅是基於計算的考慮，但是元認知能力的實現還需要別的因素。元認知能力實現的前提是一個抽象且集中的置信度判斷，也就是說對於不同的信息來源和不同類型感覺器官的參與引導出的行為是需要廣泛化的。
因此，作者們希望建立測試眶額葉皮層中與決策置信度相關的單個神經元活動的行為人物模型，因為眶額葉皮層區域是基於價值進行決策的關鍵區域。該模型需要滿足的條件是：1)正確概率的統計計算；2)置信度導向選擇的預測；3)信息源之間的獨立性；4)對多個置信度導向行為的廣泛化。基於以上四個標準，作者們開發了一項行為任務，在該任務中，可以通過測量基於兩種感覺模式的決策選擇和置信度報告來評估眶額葉皮層中單個神經元的神經編碼特點（圖1）。
圖1 行為置信度任務模擬圖
作者們通過訓練大鼠執行聽覺和嗅覺的決策，並促使它們按照決策置信度的比例投入決策時間。在做出決策之後，老鼠通過投入時間來獲得不確定的、延遲的獎勵，從而提供決策後置信度的報告（圖1）【1】。作者們發現這項任務設計可以確保同時獲得兩種感覺器官的二元決策，並連續測量單個實驗中決策後的時間投入。
進一步地，作者們希望確認單個神經元的活動是否是由統計決策置信度的計算決定的。作者們使用定製的32或64通道的四極管微驅動器從6隻大鼠中眶額葉皮層記錄了1,211個分離良好的單神經元的活動。作者們發現簡單正確選擇的神經元活動最高，平均置信度最高，反之亦然。另外，單個眶額葉皮層的神經元編碼決策的實現在兩種感官中均廣泛存在。而且，眶額葉皮層的神經元活性可以用於預測不同感官之間置信度指導的時間投入以及選擇更新（Choice updating）。
總的來說，Kepecs研究組的工作發現大鼠眶額葉皮層神經元活動與跨感官的決策置信度之間的相關性，從而支持嚙齒類動物的元認知能力。大鼠在嗅覺和聽覺的決策中的時間投入反映了大鼠的置信度判斷。而眶額葉皮層神經元編碼的置信度計算的能力在不同的感官決策中是廣泛存在的。人們所做的每一個決定都伴隨著對於該行為引發結果的預測和判斷，這種感覺也會影響之後的行為。當對於行為背後的回報更加確認時，人們將會傾向於投入更多的時間、精力或金錢。而該工作揭開了決策判斷過程中參與置信度計算以及元認知能力的實現的神經生物學結構基礎。