我们的大脑如何告诉我们出了什么问题

无论是不正确地关门还是踢足球，我们的大脑都会告诉我们什么时候犯了错误，因为这些声音与我们期望听到的不同。虽然人们早已确定我们的神经元能够发现这些错误，但尚不清楚是否存在只负责一项工作的脑细胞——在声音意外或“关闭”时发出信号。

纽约大学神经科学家团队现已识别出一类神经元，即所谓的“预测误差神经元”，它们通常对声音没有反应，但只有在声音违反预期时才会做出反应，从而发出错误的信息。被做了。

纽约大学神经科学中心助理教授、该研究的资深作者戴维·施奈德 (David Schneider) 解释说：“大脑非常善于发现世界上正在发生的事情，但它们更擅长告诉你所发生的事情是否是预期的。”出现在JNeurosci中。“我们发现大脑中有特定的神经元不会告诉你发生了什么，而是告诉你出了什么问题。”

该论文的作者补充说，结果可能有助于更好地阐明学习过程，确定某些痛苦背后的原因，并发现与声音相关的能力。

“像这样的神经元对于学习如何说话或如何演奏乐器可能至关重要，”纽约大学神经科学中心博士后研究员、该论文的主要作者尼古拉斯·奥黛特(Nicholas Audette)评论道。“这两种行为都涉及大量的尝试和错误，大量的错误，以及大量的从错误中学习。”施耐德补充道，“专业音乐家是否比新手有更好的预测错误神经元?在语言不发达的疾病中，预测错误神经元是否会出现故障?”

行为通常会产生可预测的感官后果。例如，当关上车门时，我们期望在手臂运动的特定阶段听到预期的“重击声”。这些行为不仅限于人类，猴子、小鼠和其他动物都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，当声音违反动物的预期时，神经元会产生显着的反应，而当声音符合预期时，神经元的反应会较弱。但目前尚不清楚是否存在只承担一项任务的神经元——在意外声音出现时发出信号。

为了解决这个问题，施奈德和奥黛特以他们之前的工作为基础，该工作揭示了大脑如何区分“正确”和“错误”的声音。在JNeurosci 的新研究中，他们通过一系列实验和分离神经元活动来研究小鼠的反应。

在实验中，老鼠在按下杠杆后听到了一种特殊的声音。如此反复进行，直到他们在按下时将这个声音联系起来。然后，研究人员改变了小鼠在随后按下按钮时听到的声音，这种方法旨在模仿人类在犯错误时听到的意外声音。

科学家们发现，小鼠的许多神经元(“预测误差神经元”)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信号，除非小鼠做出动作并听到意想不到的声音。 。

更具体地说，他们发现小鼠听觉皮层中的单个预测错误神经元不仅在出现问题时发出信号，而且还发出出现问题的 信号。

例如，每当声音太安静时，一组预测错误神经元就会被激活。然而，当声音达到预期音量但来得太晚时，一组完全不同的预测误差神经元就会活跃起来。

“当一个机芯发出意想不到的声音时，它可能会在很多方面违反我们的预期，”施耐德解释道。“当运动发出太小的声音时，不同的神经元会活跃起来，而当运动发出错误的声音时，其他神经元就会活跃起来。”