荧光标记的丘脑室旁核(PVT)(分离图) 论文作者提供
人们无时无刻不在作选择：今晚是看电视还是读书，周末在家睡觉还是去健身房锻炼，未来要读什么专业、找什么工作、和什么样的人谈恋爱……不过这些选择究竟是如何作出的，在科学研究上一直是个“谜”。
直到前不久，科研人员发现了大脑存在一个动态评估外界信息重要性的关键脑区——丘脑室旁核(PVT)，该脑区能够在不同环境和生理状态下评估事件的重要性，从而帮助我们作出恰当选择。这一研究论文已于近日以长文形式发表于国际学术期刊《科学》(science)杂志。
该成果是由中国科学院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所研究员朱英杰与美国斯坦福大学生物系教授陈晓科合作发现的。朱英杰告诉记者，这一发现有望帮助人们“了解那些决定人生成败的选择究竟是如何作出的，开启脑科学研究的又一重要领域，对普通人群和脑疾病患者的认知与治疗均具有突破性意义”。
美国国家科学院院士、斯坦福大学终身教授罗伯特·马伦卡对此评价道，这项重要研究发现了影响学习和记忆的重要神经机制，将引起脑认知和脑疾病研究领域的广泛关注，并吸引更多研究者探索PVT这一重要脑区的功能。
食物和生命，哪个更重要？
为什么一个人会从海量信息中抽提出对他最重要的信息，并据此做出恰当反应?——按照朱英杰的说法，这是大脑信息处理面临的一个基本问题。
此前，他曾以第一作者在国际顶级期刊《自然》杂志上发表另一项重要研究，首次发现大脑中存在可以用于戒除毒瘾的全新神经通路。
此次成果正是针对同一脑区的再次突破。此前国际科学界普遍认为PVT调控负性情绪，朱英杰等科研人员针对同一脑区全面研究其基础生理功能，通过实验论证颠覆性提出PVT动态编码事件重要性的概念。
这一发现是从小鼠实验开始的。
如果有一块香喷喷的奶酪摆在面前，无论哪只小老鼠，都会兴致冲冲地奔向美味。但如果奶酪旁冒出一只面露凶相的猫呢，老鼠会作出怎样的选择?食物和生命，哪个更重要?以往，人们认为这种选择理所当然。
科研人员首先训练小鼠进行嗅觉巴浦洛夫条件性学习，将不同的气味刺激跟奖赏——水，或者惩罚——吹气或电击偶联起来，发现位于大脑中部的PVT神经元，能够被重要的事件所激活，无论是奖赏还是惩罚性刺激都能激活PVT。
小鼠对气味的反应也很有意思。
科研人员首次为小鼠呈现了小鼠不喜不厌的中性气味，如果是第一次呈现该气味，则能够激活PVT;但是如果该气味反复出现并且没有伴随任何后果时，PVT反应逐渐消失;当该气味与奖赏或惩罚偶联起来时，PVT又能被激活。
此外，PVT被激活的幅度也能反映刺激的强度。两滴水的奖赏，比一滴水的奖赏能够更好地激活PVT，强烈的惩罚——电击，比微弱的惩罚——吹气，能够诱发更大的PVT反应。
陈晓科说，这是科学家第一次发现在丘脑中存在能反映外界刺激重要性的神经元。
生理和环境，哪个能改变选择？
在此基础上，朱英杰与团队又进一步思考，应该如何深挖这种响应机制，它又会具有怎样的意义?
朱英杰还记得，在完成实验第一步之后，他一直在苦苦冥想，这种编码信息重要性的神经细胞特性到底有什么意义。他不断找同事进行头脑风暴，后来与团队“碰撞”出：可以通过改变内在生理状态和外部环境，来进一步研究这一机制在面对内、外在环境变化后的动态响应——
不同的人在面临同样的信息时，对信息重要性的判断不尽相同;即使是同一个人，在不同的环境中面临同样的信息时，对信息重要性的判断也不是完全一样的，甚至差别巨大。
当然，这种想法需要在实验中得到验证。实验对象依然是小鼠。
当小老鼠饥肠辘辘时，食物对它来说就是非常重要的资源;但是当它酒足饭饱之后，食物的诱惑性就要大打折扣。朱英杰说，这说明小鼠的生理状态影响着刺激的重要性。
不过，即使小鼠饥肠辘辘，食物就在眼前，但如果有只猫在食物旁边，这时猫的显著性——重要性，就要大于食物，小鼠就会压制对食物的冲动首先躲避猫。这说明，外部环境的变化也影响着事件的重要性，
科研人员借助光纤成像记录技术和单细胞电生理记录技术，从不同角度设计实验发现，同样是用于奖赏的水，在又饿又渴的小鼠身上能够诱发更大的PVT反应。
当小鼠处于较弱惩罚——吹气的环境中，水的奖赏信息能够诱发很大的PVT反应;但是如果切换到较强的惩罚——电击环境中，同样是水的奖赏信息，只能激发较小的PVT反应。
朱英杰说，这说明动物内在生理状态和外部环境变化都能影响PVT对奖赏信息的反应，PVT神经元的活动程度确实体现了动物对信息重要性的不同判断。这将帮助科学家分析那些影响人们作选择的因素，有望使我们作出更好的选择。
“七年之痒”，也是它在作怪？
此外，科研人员在研究中还发现了PVT脑区对于预期奖励落空存在动态评估机制。也就是说，当小鼠每天到冰箱前，都能发现一块奶酪时，它已经习惯了这种奖赏。但是，有一天当小鼠去到冰箱前却没有看到奶酪时，它的“心理失落感”会激活PVT。
然而，由于动物具有消退学习能力，即它如果习惯了冰箱前没有奶酪，就会逐渐习惯于这种失落感而停止进行该行为。朱英杰说，就好比夫妻的“七年之痒”，如果一直习惯了对方的存在，PVT反应也会趋于平淡，这时，夫妻就可能过成了“家人”。
当然，一旦有外界环境的刺激，又可能会重新激活初恋时的“心跳感”。
科研人员同时发现，如果人为抑制小鼠PVT的活性，小鼠将减缓失落感，其消退学习的过程则会变得更慢。用上一个例子来讲，就是夫妻双方会一直保持对双方的心动感，感情消退的过程会更慢。
近年来，脑科学研究正在从传统的“读脑”向“控脑”转换。朱英杰等人的研究工作正是对PVT脑区的“读”与“控”。
朱英杰告诉记者，未来将进一步研究，是否可以通过增强PVT活动来提高人们的注意力、增强人们的学习能力，这将为转化应用打开一扇窗口。这一研究发现也可能会为未来类脑智能与人工智能技术的结合提供新的研究思路。
在大数据时代，如何从海量信息中寻找重要的有效信息?在1万张人脸中，如何通过一个生物学特征快速准确识别出你想要找的那个人?这些，除了信息技术，还都需要寻找到其背后的生物学原理。
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