10月22日，《自然-通訊》（Nature Communications）發(fā)表了題為《獎賞顯著性而非空間注意力主導(dǎo)眶額葉腦區(qū)的價值表征》Reward salience but not spatial attention dominates the value representation in the orbitofrontal cortex的論文。該研究由中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）楊天明研究組完成。研究采用清醒獼猴電生理記錄的手段，揭示了眶額葉腦區(qū)的價值編碼主要受到自下而上的獎賞顯著性的影響，而不受自上而下注意力的調(diào)控，為科學(xué)家理解價值抉擇的神經(jīng)機制提供了幫助。

日常生活中，抉擇的過程常伴隨注意力的轉(zhuǎn)移。在書店選書時，抉擇過程可能受到自上而下的注意力引導(dǎo)，比如有意識地尋找?guī)в心承╆P(guān)鍵詞書籍；注意力也可能不自覺地被位置醒目、顏色鮮艷的暢銷書吸引。這種注意力通過自下而上的方式影響抉擇過程。過往研究表明，眶額葉腦區(qū)（orbitofrontal cortex）在基于價值的抉擇中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，其價值編碼可能受到注意力的調(diào)控。研究普遍認(rèn)為，如同視覺皮層對視覺信息的編碼一樣，眶額葉對價值的編碼受到注意的調(diào)控，同時，注意力能將不相干的信息過濾，使神經(jīng)元主要編碼被關(guān)注的物品的價值。然而，既往研究缺乏嚴(yán)格的行為學(xué)或電生理指標(biāo)來確認(rèn)注意力的大小和位置，無法對此假設(shè)進行嚴(yán)格的驗證。

中國科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心（神經(jīng)科學(xué)研究所）研究員楊天明研究組設(shè)計了一個注意、獎勵相關(guān)的視覺檢測任務(wù)。在此任務(wù)中，屏幕上會出現(xiàn)兩個圖形，獼猴需根據(jù)提示將注意力放在其中的一個圖形上，并報告這個圖形可能發(fā)生的亮度變化。同時，不同的圖形代表了不同大小的果汁獎勵。獼猴如果正確地對亮度變化做出報告，計算機就會在屏幕上的兩個圖形中隨機選取一個作為獎勵給予獼猴。這種獎勵方法使獼猴關(guān)注的圖形和它實際得到的獎勵脫鉤，便于科研人員在注意與獎勵間做出區(qū)分。

在此行為范式中，獼猴需根據(jù)提示，主動通過自上而下的方式分配注意力來完成任務(wù)。然而，由于獼猴經(jīng)過長期學(xué)習(xí)，熟知這些圖形可能帶來的獎勵。獎勵較大的圖形對獼猴來說具有高度的獎賞顯著性，能夠通過自下而上的方式吸引它們的注意力。而在獼猴進行任務(wù)時，自上而下的注意力有時會與自下而上的注意力發(fā)生矛盾，因而獎勵大的圖形可能不是獼猴應(yīng)該關(guān)注的圖形。那么，在這種情況下，獼猴的大腦如何分配注意力？科研團隊結(jié)合獼猴的行為及大腦背側(cè)前額葉神經(jīng)元的活動發(fā)現(xiàn)，獼猴的注意力主要受到自上而下的注意力的引導(dǎo)，這是由于注意力真正與任務(wù)相關(guān)。獼猴通過提示把注意力放在合適的圖形上：它們的正確率更高，反應(yīng)更快。然而，研究對OFC神經(jīng)元的記錄實驗表明，盡管有充分的證據(jù)表明獼猴的注意力位于被提示的圖片刺激上，OFC神經(jīng)元卻主要反映了兩個圖形中價值較大（顯著圖形）的那一個，而價值較小的那一個圖形（不顯著圖形）則幾乎被OFC完全忽略，即使是在其受到獼猴關(guān)注的情況下也是如此。自上而下的注意沒有主導(dǎo)OFC的價值編碼，反而是自下而上的獎勵顯著性對OFC的價值編碼起了主導(dǎo)作用。

該成果打破了之前對OFC價值編碼的流行觀點，指出OFC存在一個不受到任務(wù)及自上而下注意力影響的穩(wěn)定價值編碼。該編碼可能被用于意識層面下的價值信息的處理，并可能涉及與價值相關(guān)的眼動和注意力的轉(zhuǎn)換計算。研究工作得到科技部、中科院和上海市的支持。

圖1.視覺檢測任務(wù)。獼猴觀看兩張圖片，不同的圖片對應(yīng)的不同的果汁獎勵（0~8滴果汁）。其中的一張圖片會發(fā)生亮度變化，獼猴需要檢測到亮度變化后立即將注視屏幕上方的黃色目標(biāo)點來做出報告。科研人員提前給獼猴一個提示（矩形框），框內(nèi)的圖形不會發(fā)生亮度變化。因此，獼猴需要把注意力集中在沒有矩形框的那個圖形上。

圖2.OFC神經(jīng)元對于價值變量的編碼。運用線形回歸分析，研究發(fā)現(xiàn)OFC神經(jīng)元編碼了兩個圖形中更顯著圖形的價值（黃線），而對不顯著的圖形的價值（綠線）的編碼很弱。