中科院青促會特邀述評人 蘇海峰
（中科院神經科學研究所）
評述論文：Hierarchical reasoning by neural circuits in the frontal cortex (Science 25 MAY 2018: Vol 360, Issue 6391)
人們每天周遭的環境總是變幻莫測的，面對複雜的情形做出推理分析，最後得出判斷是自然進化賦予人類的重要能力。神經科學認為不同的腦區在抉擇過程中扮演不同的角色，包括對價值的表徵，比較，選擇和反饋的監管等，不同腦區是分層，分布式運行的(1)。解析不同腦區精細的功能及其神經環路，是理解抉擇這一高級腦功能的重要內容。
在本期《科學》雜誌中，來自麻省理工學院麥戈文腦研究學院的Mehrdad Jazayeri教授發表題為Hierarchical reasoning by neural circuits in the frontal cortex的論文，重點闡明前扣帶回(ACC)在推理判斷策略中的作用。科研人員訓練獼猴完成左右眼掃視任務，獼猴先被告知遊戲的規則，規則一是圖形樣本出現時間小於850毫秒時，向第二道光掃視，即順向掃視，而大於850毫秒則向第一道掃視。規則二則相反，這也意味要抑制順向掃視的衝動，完成拮抗掃視任務。在訓練完成後獼猴需要根據自己的遊戲錯誤，推理後做出策略變換。沒有得到獎勵可能是對於時間間隔把握的錯誤，也有可能是遊戲規則的改變。只有根據之前的結果變換選擇的策略，報告正確的遊戲規則並完成正確的掃視，才能獲得最後的獎勵（圖1）。在體的電生理數據顯示腹中側額葉皮層（DMFC）和前扣帶回區都表徵了遊戲過程中錯誤的發生，意味著這兩個腦區對判斷預期的重要作用。尤其重要的是前扣帶回區編碼了遊戲策略變化和選擇，當錯誤累計到需要改變遊戲策略時，前扣帶回被激活了。實驗證明腹中側額葉皮層累計遊戲過程的計算錯誤，整合投射到前扣帶回區，微刺激幹擾前扣帶回區能干擾獼猴的判斷策略的選擇。
圖1. 左圖為遊戲中策略判斷，當錯誤(Error)發生時（沒有得到獎勵），需要思考可能是對遊戲中刺激時程的判斷錯誤，也有可能是遊戲規則的變化。右圖是任務中不同規則（C1,C2）和每條規則中的遊戲過程，即根據間隔時程選擇掃視的方向。
博士，中科院神經科學研究所助理研究員。主要從事抉擇行為和群體行為的研究。
參考文獻：
1. Laurence T Hunt, Benjamin Y Hayden, A distributed, hierarchical and recurrent framework for reward-based choice. Nat Rev Neurosci. 18,172–182(2017).
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