眶額葉皮層（Orbitofrontal Cortex, OFC）一直以來都被認為在決策和價值計算的過程中扮演著十分重要的角色。而最近的神經(jīng)結(jié)構(gòu)與功能成像研究表明，動物和人類的眶額葉皮層可能是一個非常復(fù)雜的大腦結(jié)構(gòu)，并且，不同獎賞價值在不同區(qū)域的功能活動表現(xiàn)各不相同，這意味著需要通過多體素的神經(jīng)活動模式才能正確反映眶額葉皮層的功能活動。遺憾的是，目前傳統(tǒng)的單體素BOLD信號分析手段無法輕易地檢測到多體素的功能活動模式，因此，探測眶額葉皮層在價值加工過程中的多體素神經(jīng)活動模式就顯得非常有必要，并且這將成為認知神經(jīng)科學(xué)的一個重要研究方向。
通過與來自劍橋大學(xué)與明尼蘇達大學(xué)的國際團隊合作，中國科學(xué)院心理研究所心理健康重點實驗室NACN團隊博士嚴超與研究員陳楚僑利用表征相似性分析（representational similarity analysis, RSA）特別探討了眶額葉皮層的多體素神經(jīng)活動模式是否同獎賞期待與反饋時的價值加工過程有關(guān)。作為一種新開發(fā)的多元模式分析技術(shù)，RSA主要借助相關(guān)矩陣（Representation Dissimilarity Matrix, RDM），將每一個價值條件在給定腦區(qū)（如眶額葉皮層）多元神經(jīng)活動模式的相互關(guān)系描繪出來，基于這個矩陣，探討眶額葉皮層的多元神經(jīng)活動模式與其他傳統(tǒng)獎賞網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)系，以及價值加工理論模型之間的聯(lián)系。同時，RSA使用的是不做平滑處理的信號數(shù)據(jù)，這也克服了傳統(tǒng)BOLD信號分析方法中因為過多地使用平滑處理而導(dǎo)致的結(jié)果敏感性較低的不足。
該研究招募了23名健康群體，要求他們在磁共振掃描儀中完成金錢延遲獎賞任務(wù)。研究發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)的BOLD信號分析手段并未發(fā)現(xiàn)眶額葉皮層對金錢獎賞的期待或者反饋有顯著的信號變化，然而，RSA的結(jié)果顯示，事實上眶額葉皮層在獎賞反饋獲取時，主要負責(zé)額度以及效價（輸贏）的獎賞信息的編碼，而外側(cè)眶額葉皮層主要負責(zé)損失的獎賞信息的編碼。另一方面，無論是否需要動機行為的參與，眶額葉皮層的多體素神經(jīng)活動模式在期待獎賞時，都表現(xiàn)出與腹側(cè)紋狀體與前腦島相類似的神經(jīng)活動模式。類似的，眶額葉皮層在獲取反饋時，表現(xiàn)出與腹側(cè)紋狀體和內(nèi)側(cè)前額葉相近的多體素神經(jīng)活動模式�？傊�，該研究為科研人員更好地理解眶額葉皮層在金錢獎賞價值編碼中的作用奠定了重要基礎(chǔ)。它清楚地表明在獎賞反饋獲取時，眶額葉皮層不僅可以編碼效價信息，同時也編碼額度信息。并且，這些發(fā)現(xiàn)對理解精神疾病患者的愉快情緒加工以及價值計算的功能異常有著重要的意義。
該研究受中國科學(xué)院B類先導(dǎo)研究計劃、國家自然科學(xué)基金、北京市百名科技領(lǐng)軍人才項目以及北京科委腦專項的支持。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表于Scientific Reports 期刊。
Yan, C., Su, L., Wang, Y., Xu, T., Yin, D. Z., Fan, M. X., Deng, C. P., Hu, Y., Wang, Z. X., Cheung, E. F. C., Lim, K. O., Chan, R. C. K.* (2016). Multivariate neural representations of value during reward anticipation and consummation in the human orbitofrontal cortex. Scientific Reports, doi:10.1038/srep29079.
