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网球畅通员会凭证警戒瞻望敌手击球后球的轨迹——这是一个典型的瞻望经过。但若敌手打了短球，那她可能速率变招，尽管终末可能如故莫得击中。这种情况即是"瞻望差错"，一个咱们大脑中常见但复杂的格局。

最近发表在《当然》杂志上的一项盘考揭示了这也曾过：大脑的新皮层与丘脑密致合营，检测并贬责咱们对环境的预期与践诺之间的互异。这些瞻望差错是通过采选性地增强就怕的感官信息来终了的。这可能匡助咱们更深切地了解大脑中的瞻望贬责经过，还可能为理解孑然症和精神分裂症中大脑回路的改换提供视力。

▷Furutachi, S., Franklin, A.D., Aldea, A.M.   et al.   Cooperative thalamocortical circuit mechanism for sensory prediction errors.   Nature   ( 2024 ) . https://doi.org/10.1038/s41586-024-07851-w

伦敦大学学院 Sainsbury Wellcome 中心的科学家们，通过盘考小鼠在编造践诺环境中的行动，朝着理解大脑中瞻望差错信号的性质以及它们产生的机制迈出了一步。咱们的大脑不停在瞻望：瞻望周围寰宇的变化，瞻望咱们行动的效果。当瞻望与践诺不符时，会导致不同大脑区域的强烈激活，而这种瞻望差错信号对于匡助咱们从失误中学习并更新瞻望相配热切。可是，令东谈主讶异的是，对于厚爱在大脑中终了这些信号的神经回路机制，咱们知之甚少。

在这项盘选取，盘考东谈主员将小鼠置于编造践诺环境中，它们不错在老到的走廊中导航以获取奖励。编造环境使团队能够精准阻抑视觉输入并在墙壁上引入就怕图像。通过使用双光子钙成像技艺，盘考东谈主员能够记载来自低级视觉皮层（V1 ) 中第 2/3 层中好多单个神经元的神经算作。低级视觉皮层是大脑新皮层中第一个从眼睛收受视觉信息的区域。

▷图 1：盘考所采样的实验想象示意图。

盘考东谈主员发现，与预期的商酌刺激比较，小鼠低级视觉皮层对新颖且就怕的视觉刺激的反应更强，这与之前在东谈主类、非东谈主类灵长类动物和啮齿动物中的盘考一致。这种神经反应的互异，不可简便归罪于动物的一般行动景象漂移，举例叫醒或任务参与度的变化。相同，对就怕视觉刺激反应的增多也不可用动物畅通行动的变化来解说，具体来说，反应增多与跑步速率、刺激引起的延缓或瞳孔大小无关。

畴昔的表面觉得，瞻望差错信号编码了骨子视觉输入与预期的互异，但令东谈主讶异的是，盘考东谈主员莫得发现这一表面的实考据据。相背，他们发现大脑增强了对就怕视觉输入有最强偏好的神经元的反应。这种发现评释，咱们不雅察到的差错信号是这种对视觉信息采选性放大的末端。这意味着咱们的大脑通过检测瞻望与骨子输入之间的互异来使就怕事件愈加卓越。

▷图 2：不同实验条款下，就怕和预期 C2 之间的响应强度互异，与单个 V1 层 2/3 神经元的就怕和预期 C3 响应之间的响应强度互异。

为了厘清瞻望差错信号的性质，盘考东谈主员想象了进一步的实验来别离不同的选项。这些实验显露，至少在 V1 的单个神经元水平上，嗅觉瞻望差错信号所含的对于骨子输入与瞻望之间互异的信息，少之又少。

接下来，他们测试了瞻望差错信号是是径直响应骨子的视觉输入，如故抒发了某种非特异性的讶异感或与畅通谋划的信息。末端标明，大大宗神经元只对其中一种就怕刺激作出了强烈反应，而对另一种则反应平日，显露出对刺激特征的高度特异性。这揭示了瞻望差错信号在贬责就怕视觉信息时，不仅识别出了这些信息的特定特征，还放大了对这些特征的响应，从而增强了咱们对未预念念事件的感知。

此外，盘考东谈主员还发现，除了视觉启动的神经元外，一部分非视觉响应的神经元也被瞻望差错所招募，这些神经元的反应亦然高度刺激采选性的。

为了理解大脑如安在视觉皮层中产生这种对就怕感官输入的放大，盘考团队使用了光遗传学的技艺来灭活或激活不同组的神经元。他们发现了两组在视觉皮层中产生瞻望差错信号相配热切的神经元：在 V1 中抒发血管活性肠多肽（VIP）的阻拦性中间神经元，和一个称为丘脑枕的丘脑脑区。丘脑枕整合了来自好多新皮层和皮层下区域的信息，并与 V1 密致连结。

当小鼠面临新奇而生疏的视觉刺激时，这些 VIP 神经元反应强烈，但跟着商酌刺激的重叠出现，其反应强度渐渐削弱。这种反应的削弱与大脑渐渐罢手产生瞻望差错信号的经过平行发生，默示着 VIP 神经元的激活与阻拦可能在 V1 中瞻望差错信号的产糊口在因果关系。

▷图 3：a, 双光子成像记载的实验想象；b, 系数记载的 VIP 细胞的单细胞层面临就怕刺激的响应 e, 实验想象，记载 VIP 细胞在视觉刺激呈当前刻光遗传学千里默时 V1 第 2/3 层细胞的钙活性；f, V1 神经元的顶部、细胞和考试平均反卤莽呈现的视觉刺激有显赫反应。

形象地来说，VIP 神经元就像一个交换机：当它们关闭时，丘脑枕会阻拦新皮层的算作，但当 VIP 神经元开启时，丘脑枕不错强烈且采选性地增强新皮层中的感官反应。这两个通路的协同相互作用，介导了视觉皮层中的感官瞻望差错信号。丘脑枕的这种输入不仅必不可少，而况在 V1 区域瞻望差错信号的生成中推崇中枢作用。当使用光遗传学技艺使 VIP 神经元或丘脑的流畅在 V1 中静默时，V1 对就怕刺激的反应也会昭着削弱。

该团队的下一步是探索大脑中动物的瞻望与骨子感官输入进行比较以规划感官瞻望差错的面貌和位置，以及瞻望差错信号若何启动学习。他们还在探索他们的发现若何有助于理解孑然症和精神分裂症。有东谈主提议，这些报复齐不错用瞻望差错系统的失衡来解说，盘考东谈主员面前正试图将他们的发现哄骗于模子动物，以盘考这些报复的神经回路基础。

总体而言，这项盘考不仅揭示了大脑中瞻望差错信号的产期望制，而况为咱们提供了理解大脑功能和谋划神经疾病的要道陈迹。跟着科学家们不停深切挖掘这些瞻望差错信号的狡饰，他们正迟缓构建起一种全新的视角，以此来不雅察并侵扰东谈主类大脑的职责面貌。淌若咱们能准确瞻望大脑的差错反应，并提前介入九玩游戏中心官网，除开矫正失调的神经旅途外，大略寰宇还存在更多新的可能。