计算出的惊喜导致认知控制研究的突破性发现

人类以多种方式控制自己的行为，从在结痂时停止冲动采摘到抵制吃掉整盒巧克力的冲动。抑制不良行为，称为“认知控制”，传统上与​​大脑前部背侧前扣带皮层 (dACC) 的功能有关。dACC 中的活动可在多种情况下观察到，但其功能在认知神经科学领域仍存在激烈争论。

dACC 在抑制控制中的作用理论强调惊奇、选择困难和控制价值是关键机制。尽管这些理论已经成功地解释了 dACC 参与抑制控制，但尚不清楚这些机制是否推广到动机控制。有动机的控制过程可以帮助人们实现预期的目标，即使这样做很困难或代价高昂。

一项由佛罗里达大西洋大学的神经科学家与荷兰奈梅亨的拉德堡德大学和比利时根特的根特大学合作领导的一项研究试图更好地了解动机控制过程如何在面临任务挑战时帮助最大限度地提高绩效。使用功能性磁共振成像 (fMRI)，研究人员使用基于价值的快速决策任务测试了认知控制的三种主要理论(预测反应结果或 PRO、控制的预期值或 EVC 和选择难度或 CD)。

为了区分这些理论，研究人员开发了一套经验预测，如果该理论是正确的，dACC 中的激活应该类似于什么。通过在同一个实验中将这些理论对立起来，研究人员能够开发出一系列分析来区分这些理论的相互竞争的预测。

该研究结果发表在《自然人类行为》杂志上，展示了单一模型如何统一关于 dACC 功能的相互矛盾的发现，将认知控制研究提升到新的高度，并提供有关 dACC 作为大脑网络组成部分的作用的迷人见解支持动机行为的区域。

研究人员发现，惊喜的单一机制——在论文中定义为预期发生的事件与实际发生的事件之间的差异——最能解释需要动机控制的任务期间 dACC 的活动。他们进行的一系列分析无可争议地支持了 PRO 模型——表明识别令人惊讶的事件可以为 dACC 功能提供统一的解释。惊喜信号是抑制和动机控制的共同驱动因素，支持惊喜编码作为更普遍的内侧前额叶皮层功能的核心机制，惊喜的来源决定了所涉及的确切神经群体。

“在动机控制过程中，我们发现 dACC 活动反映了惊喜的计算，并且不跟踪选择难度或价值，”通讯作者、心理学助理教授和复杂中心成员 William Alexander 博士说。 FAU 的 Charles E. Schmidt 科学学院的系统和脑科学。“相反，dACC 活动完全是关于我们的选择和环境的预测，尤其是当这些预测错误时发出的信号。dACC 是激励控制的关键贡献者，它跟踪类似于惊喜的计算量，当事件与我们的预期不同时会产生这种计算量。”

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