Nature 揭秘大脑“我意已决”的瞬间：AI 抓包大脑“关门拒听”瞬间，神经轨迹突然大转弯

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的时刻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~（生物谷Bioon.com）

参考文献：

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