你是否曾在点外卖时纠结半小时,最后突然拍板 “就它了”!或是在岔路口犹豫片刻,瞬间定下走哪条路?这些日常 “拍板瞬间” 背后,大脑其实在经历一场精密的 “神经轨迹大转弯”。
近日,普林斯顿大学团队发表在
Nature的研究,用 AI 解码大鼠脑活动,首次精准 “抓包” 了大脑从 “疯狂吸收信息” 到 “我意已决” 的关键切换点 ——nTc(神经推断承诺时间),还发现这个瞬间的神经活动方向会发生近 90 度大转弯,仿佛 “关上耳朵” 不再理会新信息这一发现不仅揭开决策的神经密码,更给 ADHD、阿尔茨海默病等疾病的决策障碍诊疗提供了新靶点。
要捕捉大脑的 “拍板瞬间”,研究团队先给大鼠设计了一个“听觉计数挑战”:大鼠把鼻子伸进中央端口固定 1.5 秒(确保注意力集中),期间左右扬声器会随机播放 “咔哒” 声(刺激时长 0.2-1 秒),它需要判断哪边声音更多,选对就能喝到水。这个任务的关键在于 “证据积累”——和人类纠结时 “对比选项优缺点” 一样,大鼠需要持续整合听觉信号,直到做出决定。
研究人员用
Neuropixels探针 同时记录了大鼠 6 个关键脑区的数百个神经元活动,包括负责早期信息处理的
dmFC(背内侧前额叶皮层)、后期决策承诺的
FOF(前额叶定向区),以及协调运动的 M1 (初级运动皮层)和
dStr(背侧纹状体), 完整覆盖决策的 “信息输入-处理-输出” 链条。
面对海量的神经 spike 数据,研究团队开发了
FINDR(基于深度循环网络的神经流场推断技术),这种无监督深度学习方法能自主挖掘低维神经动态——不用预设任何模型,就让 AI 从杂乱数据中找出最核心的决策轨迹。
结果令人意外:决策不是 “一条道走到黑”,而是清晰的 “两阶段跳转”:第一阶段(信息积累期),大脑像 “海绵” 一样优先处理外界输入的听觉证据,神经活动沿着 “证据积累轴” 稳步延伸,每个 “咔哒” 声都会推动轨迹向对应方向偏移;第二阶段(决策承诺期),在某个随机时刻(就是
nTc),神经活动突然 “急转弯”—— 轨迹方向与第一阶段几乎垂直,切换到 “决策承诺轴”,此时即使再出现新的 “咔哒” 声,大脑也像 “没听见” 一样,轨迹不再偏移。 更有趣的是,这种 “转向” 在所有大鼠和不同脑区都一致出现,甚至在人类皮肤样本的关联研究中也能找到类似规律,说明这是跨物种的决策通用机制
决策的吸引子模型通过记录大鼠前额叶皮层和纹状体活动得以验证
为了精准定位
nTc,研究团队又开发了
MMDDM(多模式漂移扩散模型)—— 这个简化模型能完美捕捉不同神经元的反应模式(有的 “持续上升”、有的 “突然跳变”、有的 “延迟反应”),还能结合行为数据反向推算每一次试次的
nTc。结果发现,nTc的出现时间特别 “任性”:它不跟刺激开始/结束时间绑定,也不与大鼠转头反应的时间固定同步,有时在刺激开始后 0.3 秒就 “拍板”,有时则要等到接近反应前 1 秒才 “下定决心”这种变化正好解释了人类为何有时 “秒决策”、有时 “纠结半天”——
nTc的 时机既取决于外界证据强度(证据越明确,
nTc越早),也受大脑内部状态(如注意力、疲劳度)影响。
为了验证
nTc真的是 “拍板瞬间”,研究团队做了关键行为实验:他们用逻辑回归计算 “心理物理核”(即不同时间点的证据对决策的影响权重)。当以
nTc为时间基准对齐所有试次时,发现
nTc前的证据权重显著为正,能左右决策;而
nTc后的证据权重瞬间降为 0,仿佛大脑 “主动屏蔽” 了新信息。更关键的是,在证据模糊的难试次中,
nTc更难被检测到,且这些试次的决策准确率也更低。这说明
nTc的出现,确实标志着大脑完成了 “证据整合”,进入 “不再改主意” 的状态。
研究还发现,不同脑区在决策中分工明确:
mPFC(内侧前额叶皮层)的神经元在决策早期就表现出强选择选择性,负责快速收集和初步整合证据;而
FOF的神经元则在后期更活跃,专注于 “锁定决策结果”。这种 “早期分工、后期协同” 的模式,让大脑既能快速吸收信息,又能避免 “仓促下结论”。
这项研究的意义远不止解释 “日常纠结”:在精神疾病领域,
nTc可能成为诊断 “决策障碍” 的生物标志物 —— 比如
ADHD患者的 nTc 可能过早出现(导致冲动决策),而精神分裂症患者的
nTc可能模糊不清(导致判断力混乱);在 AI 领域,大脑 “两阶段决策 + 动态转向” 的机制,能启发开发更灵活的智能系统,让 AI 像人类一样 “边收集信息边调整,该拍板时不犹豫”;在神经调控领域,未来或许能通过靶向
dmFC
dStr通路,精准调节
nTc,帮助改善决策困难。
下一次当你纠结 “吃什么” 时,不妨想象:你的
dmFC里正有无数神经元沿着 “证据轴” 整理信息,直到某个瞬间,
FOF带动神经轨迹突然转弯,
nTc降临 ——“就吃火锅!” 这个看似偶然的拍板,其实是大脑已运转完毕的结果哦~
参考资料:
[1]Luo, T.Z., Kim, T.D., Gupta, D. et al. Transitions in dynamical regime and neural mode during perceptual decisions. Nature (2025). doi:10.1038/s41586-025-09528-4
来源 | 生物谷
撰文 | 生物谷
编辑 | 木白
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