中午吃什么？大脑早已为这一问题进化出了复杂的脑网络（上）
2020/5/4 11:35:40 生物流BioStream

     远古人基于价值的抉择

     动物都要去觅食，包括人类。

     但在觅食之前，大脑要做许多抉择。比如，我们远古的祖先，出洞之前，要先决定去打兔子，还是去采蘑菇。

    

     远古祖先面临着觅食抉择

     如果已经连喝了几天蘑菇汤，在身体的生理需求驱动下，我们的祖先多半会选择去打猎。因为去森林采蘑菇获得的食物价值已经不高，而去草原打兔子得到的肉类具有非常高的价值。

     当然，这只是一个极度简化的情景。实际上，我们的祖先要考虑许多，也要做很多抉择。比如，近一点的地方兔子少，但很安全，体力消耗得也少。而远一点的地方虽然兔子多，但经常有狼群出没。再比如，是去掏鸟窝，还是去围野鹿？掏鸟窝简单安全，但收获的食物也少。围野鹿消耗能量巨大，且不一定能成功，而一旦成功逮到一头落单的野鹿，就足够吃上几天。

    

     除觅食之外，远古人还需要去寻求水源、温暖、居住之地等生存资源。我们的祖先每天都要依据身体的状态以及周围的环境因素，做大量的抉择，以获取最大的收益。

     这就是基于价值的抉择。人类之所以能根据预期收益的价值，调整自己的行为，是因为背后复杂的脑网络在运作。我们以觅食的简化版本——贬值任务为例，来了解基于价值的抉择背后的脑网络。

     觅食抉择的简化版本——贬值任务

     科学家为实验室里的猕猴设计了一种觅食抉择任务——贬值任务。在贬值任务中，猴子需要根据自身的状态选择食物。

     在贬值任务的训练阶段，猕猴面前有两个物体，一个物体下面藏着食物，另一个下面空空如也。猕猴只能选择其中一个。隐藏食物的物体有许多个，但食物只有两种。通过不停的试错和记忆，猕猴最终能正确地选出藏有食物的物体，从而获得奖励。也就是说，在这一过程中，猕猴脑子里建立起了物体和食物之间的连接记忆。

    

     贬值任务的训练阶段

     在测试阶段，实验开始之前，允许猴子尽情地饱食一种食物，不受任何限制。这样一来，这种食物的价值就降低了。然后将藏有食物的两个物体摆放在猕猴面前，让猴子做选择。正常的猴子都会选择没吃过的食物。这里，猴子考虑了自身生理需求，并根据物体-食物记忆，预测不同选择得到的食物的价值，最终做出了价值收益最大的选择。

    

     贬值任务的抉择阶段

     如果想了解这一基于价值的抉择背后的脑网络，科学家就要抑制或损毁猴子的某些脑区，看猴子是否还能做出理性的选择。

     贬值任务背后的脑网络——眶额叶和杏仁核

     眶额叶(Orbitalfrontal Cortex)位于眼眶之后，杏仁核(Amygdala)深藏于脑底。

    

     眶额叶和杏仁核

     科学家发现，在猴子建立起物体和食物的关联记忆后，损毁眶额叶或杏仁核，都会使猴子在贬值任务的测试环节做出不理性的选择，即跟正常的猴子相比，更多地选择贬值食物对应的物体。

    

     跟正常猴子相比，眶额叶或杏仁核受损的猴子不能很好的区分贬值和没贬值的食物

     有人可能会说，也许眶额叶或杏仁核负责存贮或提取物体-食物之间的联结记忆，它们受损后，猴子便不知道物体和食物的对应关系，因此才会做出错误的选择。

     为了排除这种可能，科学家做了另外一个对照实验。让猴子重新学习一组物体和食物的搭配。如果眶额叶或杏仁核负责物体-食物联结记忆的储存或提取，那么，眶额叶或杏仁核受损的猴子表现会比正常猴子差。但结果发现，眶额叶和杏仁核受损的猴子跟正常猴子表现一样。也就是说，猴子在学习、提取物体-食物联结记忆方面没有任何问题。

     也有人说，也许眶额叶或杏仁核的损毁影响了猴子选择行为的灵活性，导致猴子无法灵活地改变自己的行为。另外一个实验可以排除这种可能。如果直接将两种食物摆放在猴子面前，眶额叶或杏仁核受损的猴子会做出跟正常猴子一样的选择，即更多地选择没吃过的食物。这说明，眶额叶或杏仁核损毁并不影响猴子行为的灵活性。

    

     直接将食物摆放在猴子面前，猴子可以灵活地改变自己的选择

     眶额叶和杏仁核影响的是物体对应的食物价值的更新。

     贬值任务背后的脑网络——丘脑内侧背核

     丘脑是位于大脑和中脑之间的一个椭圆形结构。

    

     丘脑神经系统信息交流的中枢，它伸出轴突，广泛投射到大脑皮层。丘脑功能非常广泛，可以向大脑传递感觉和运动信息，还可以改变大脑状态，例如调节意识、睡眠以及警觉等。

    

     丘脑

     丘脑由一群功能各不相同的核团组成，内侧背核(MD，Medial dorsal nucleus)是其中的一个核团。MD广泛投射到前额叶，历史上，前额叶的疆域曾被定义为MD的投射范围。MD在注意、记忆、抽象思维、统筹规划等高级脑功能中起到重要作用。眶额叶位于MD投射范围内，同时，眶额叶也反投射至MD。

    

     丘脑核团广泛投射到大脑皮层，投射位置由对应颜色表示。绿色为MD

     另外，MD和杏仁核之间还有密集的双向投射。因此，很可能，MD也参与觅食抉择。

     实验结果也正是如此。如果损毁猕猴的MD，猕猴在贬值任务中不能做出理性的选择。

     总结

     人类的祖先每天都要面对抉择，采集食物的抉择尤其重要。近些年，猕猴上的脑科学研究表明，眶额叶、杏仁核和丘脑内侧背核三者组成的脑网络，是觅食抉择中必不可少的。

     设想一下，我们的祖先连吃了两天苹果，胃都返酸水了，正常情况下，他不会再去后山去采摘，而是选择去小河边碰碰运气，说不定能逮到一条兔子、野鹿什么的。

     如果我们的祖先不幸，脑袋受了伤，又恰巧是眶额叶、杏仁核或丘脑内侧背核，那么，觅食之前，他就无法将自己的身体状态考虑进去，做出最优的觅食决定。也许，他会随机决定去后山摘苹果还是去打猎。

     即使在食物极大丰富的今天，我们每天依旧要依据身体状况、口味等，在众多饭馆之间做抉择，这都离不开眶额叶-杏仁核-丘脑内侧背核三者组成的脑网络。

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