新研究探討聽覺與行動的關聯

大腦將聲音刺激轉化為運動（藝術想象圖）。
圖片來源：葡萄牙尚帕利默未知科學研究中心

科技日報北京5月14日電 （記者張佳欣）為什么人們會根據聲音做出判斷，這時大腦究竟發生了什么？據最新一期《當代生物學》雜志報道，來自葡萄牙尚帕利默未知科學研究中心的研究人員闡明了大腦在那一時刻可能發生的行為。他們的發現加深了人們對感覺信息和行為選擇如何在大腦皮層中相互交織的理解，并讓人們更接近于揭開大腦從感知轉化到行動的謎團。

大腦皮層可分成不同的功能區域。感覺區域可處理來自周圍環境的信息，而運動區域則管理人們的行為。令人驚訝的是，與未來行動相關的信號也出現在感覺區域。為什么這些與運動相關的信號會出現在感覺區域？

為此，研究人員訓練小鼠在兩個動作中做出選擇。與設定的閾值相比，小鼠必須判斷聲音是高還是低，并通過舔左或右兩個噴嘴之一來報告其決定。

老鼠很快就學會了這個任務。它們通常一聽到聲音就會做出反應。為了將與聲音相關的大腦活動與和反應相關的大腦活動分開，研究人員引入了關鍵的半秒延遲法，老鼠不得不暫緩作出決定。

經過6個月的嚴格訓練，研究人員終于可以在執行任務時開始記錄小鼠的神經活動。結果發現，與聲音檢測相關的信號出現得很快，衰減得也很快，在聲音出現后大約400毫秒就消失了，并廣泛分布在大腦皮層上。相比之下，與選擇相關的信號在決定執行之前出現的時間較晚，并且集中在大腦皮層的更深層。進一步分析揭示，對特定聲音頻率做出反應的神經元，在與這些聲音相關的動作中往往也更活躍。