《Communications Biology》：Abstract choice representations during stable choice-response associations
編輯推薦：
為探究抽象選擇表征是否源于選擇 - 反應關聯的動態變化或反映決策的普遍屬性，研究人員利用 MEG 記錄參與者執行運動辨別任務時的神經活動。發現人腦在選擇 - 反應關聯穩定時仍存在抽象選擇表征，信號在額頂葉最強，為理解決策神經機制提供新視角。
在日常生活中，我們的許多決策往往與特定的運動行為緊密相連，比如看到紅燈會踩剎車，聽到電話鈴聲會伸手接聽。傳統的感知決策理論認為，選擇的形成與執行特定動作的計劃是不可分割的，這種 “具身化” 觀點強調選擇是行動意圖的體現。然而，當我們面臨無法立即執行動作的決策時，比如在腦海中規劃明天的行程，大腦是否能夠獨立于具體動作來表征選擇？這一問題引發了神經科學領域的長期爭論：抽象選擇表征是僅在需要靈活切換動作的特殊情境下出現，還是決策過程的普遍特征？
為了揭開這一謎團，德國圖賓根大學（University of Tübingen）的研究團隊開展了一項深入研究，相關成果發表在《Communications Biology》上。該研究旨在明確當選擇 - 反應關聯保持穩定時，大腦是否仍然存在抽象的選擇表征，從而驗證抽象選擇是否為決策的固有屬性。
研究人員采用了磁 encephalography（MEG，一種高時間分辨率的腦活動記錄技術），對 16 名參與者在執行上下方向視覺運動辨別任務時的神經活動進行了實時監測。任務中，參與者通過左右按鍵報告感知到的運動方向，且每個任務塊（包含 96 次試驗）內的選擇 - 反應映射（如左按鍵對應 “上” 或 “下”）保持穩定，僅在塊間隨機切換。通過這種設計，研究團隊得以分離選擇（向上 / 向下判斷）、運動反應（左 / 右按鍵）和視覺刺激的神經信號。
研究使用的關鍵技術方法包括：
- cvMANOVA（交叉驗證多元方差分析）：用于量化神經活動中與選擇、反應、刺激方向相關的信息，排除變量間的混淆效應；
- 刺激校正技術：通過扣除單個脈沖的神經活動平均值，分離出獨立于刺激的選擇相關信號；
- 搜索光分析（Searchlight Analysis）：定位選擇和反應信息的皮層分布差異；
- 跨變量信息分析：評估選擇與反應神經表征的重疊程度。
結果
1. 神經信號分離：刺激、反應與選擇的獨立表征
通過 cvMANOVA 分析發現，大腦能夠分別編碼視覺刺激方向、運動反應和感知選擇的信息。刺激方向的神經信息在脈沖呈現后約 300 ms 達到峰值，并隨運動一致性（刺激中同向運動點的比例）增加而增強（盡管未達統計顯著）；運動反應的信息則在刺激后期開始上升，在反應提示后達到峰值，且與一致性無關。最重要的是，即使扣除刺激和反應的影響，感知選擇的神經信息仍然顯著存在，其信號強度在刺激期間逐漸增強（符合證據累積過程），并在反應后達到峰值。
2. 穩定關聯下的抽象選擇表征
研究進一步比較了選擇 - 反應映射重復塊與切換塊中的神經信號，發現兩種條件下的選擇信息均顯著存在，且無統計學差異。這表明即使選擇與動作的對應關系長期穩定，大腦仍以抽象方式表征選擇，而非依賴即時的動作計劃。
3. 皮層分布差異：額頂葉主導選擇，中央區主導反應
搜索光分析顯示，選擇相關信號主要集中在頂葉和額葉區域，尤其在刺激期間表現突出；而反應相關信號則集中于中央區（運動皮層附近），在反應前后最為顯著。這種空間分離表明選擇與反應由不同神經群體編碼。
4. 神經表征的獨立性與重疊性
跨變量信息分析表明，選擇與反應的神經模式雖存在小部分重疊，但整體上相互獨立。實際測量的跨變量信息顯著低于 “完全重疊” 的預期值，同時又高于隨機水平，提示兩者由部分分離但非完全正交的神經群體支持。
結論與討論
這項研究首次在選擇 - 反應關聯穩定的任務中觀察到抽象選擇表征，突破了 “抽象選擇僅存在于動態或動作無關情境” 的傳統認知。結果表明，抽象選擇可能是決策過程的固有特征，而非特殊情境下的適應性機制，這對 “具身化” 決策理論提出了挑戰。額頂葉網絡在選擇表征中的核心作用，與非人類靈長類和人類的既往研究一致，提示該網絡可能是跨物種的抽象決策樞紐。
研究還為理解感知穩定性和序列依賴效應提供了新視角。例如，先前研究發現感知選擇的序列依賴性（如前一次選擇影響當前判斷）呈現吸引性偏差，而運動反應的序列依賴則多為排斥性偏差，這種差異可能源于選擇與反應表征的神經機制分離。此外，抽象選擇表征可能在學習導航或多模態決策中發揮關鍵作用，幫助大腦整合不同動作情境下的選擇經驗。
盡管研究采用的組塊設計仍存在一定程度的映射切換，但穩定塊的存在已足以證明抽象表征的普遍性。未來研究可進一步探索完全固定映射條件下的神經機制，以更徹底地驗證結論�？傊�，該研究為揭示人類決策的神經本質提供了關鍵證據，表明大腦在形成選擇時可能存在一個獨立于動作的抽象階段，這一發現對神經科學、心理學及人工智能決策模型的發展均具有重要啟示意義。
