Nature reviews重磅!知名医疗中心发表综述:错误也是有记录的!!!
犯错误是人与生俱来的一种特性。产生这种特性的根本原因是为了使我们能更好的适应周围环境的变化,这与达尔文的“物竞天择,适者生存”是相通的。犯错误并不可怕,重要的认识错误并改正错误。然而,那些具有精神障碍的人通常是不能最终认识到错误的,这极大地影响了他们的生活。
近期,来自美国西达赛奈医疗中心的Ueli Rutishauser教授等人在Nature reviews neuroscience上发表了题为“Neurophysiological mechanisms of error monitoring in human and non-human primates”的综述。该综述通过将人类和猕猴的大脑对错误的监控进行对比分析,解析了大脑对错误进行监控的神经元机制,为早日解决精神障碍问题带来了新的希望。
我们可能都有过这样的经历——“认错人或是叫错他人的名字”。每当这样情况出现的时候,代表我们不经意间的犯了错误。此时大脑就会自主的对这种现象进行记录和监控,具体表现为在大脑的内侧额叶皮质(MFC)中产生强烈的单神经元峰值反应,与错误相关负波(ERN)是相关的。这就形成了对错误的记录。
毋庸置疑,直接从人类身上对大脑的这种行为进行深度解析和破译是有困难的,不仅是因为人的神经元系统是复杂的,更重要的是会涉及不被允许的伦理问题。通过动物来解析和破译人类的行为被认为是有效的。
猕猴,是一种非人类灵长类动物。最近的一些研究发现,在猕猴大脑的特定区域也发现了发出错误信号的单一神经元,且在时间特性上与人类也是相似的(在监测到错误后约100
ms)。基于此,作者通过跨物种(人和猕猴)对比来解析与错误记录相关的神经元机制。
【猕猴和人类中的错误神经元和时间特性】
首先,作者描述了目前已经发现的与错误相关的两种神经元。一种是在错误产生时,其峰值电压比正确时候高;而另一种的峰值则相反。这在人类和猕猴身上是类似的。
进一步的,作者通过人类和猕猴的数据表明了ERN和错误神经元之间的关系。不同神经元之间还存在着明显的层次关系,即一个神经元先检测到错误,然后另一个再进行控制。需要说明的是,在这两个物种中,这种关系只存在于错误神经元中。
尽管人类和猕猴的MFC有着许多相似的特征,但我们绝不能简单的在人类和动物之间划等号。首先,人类MFC中沟的折叠模式比猕猴MFC有着更多的变化。其次,猕猴不具有人类和猿类特有的副扣带沟(PCS),而这恰恰又是重要的一点。这是因为PCS决定了特定的神经信号所在的位置且与个体认知差异相关。
【人类和猕猴内侧额叶皮质:相似但有差异】
最后,作者还阐述了ERN与精神疾病的关联性。通过ERN,我们可以深入的对一些精神障碍进行了解,如强迫症、多动症、精神分裂症和自闭症。除此之外,ERN还可以衡量认知状态。因此,我们可以认为ERN提供了一个衡量认知控制系统整体完整性的指标。
参考链接:
https://doi.org/10.1038/s41583-022-00670-w
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