Nat Neurosci：大脑深处那片“薄片”，竟在悄悄计算“意外”与“不确定”

人能在变化莫测的环境里随机应变，靠的是不断更新心里的“小算盘”—对接下来可能发生什么，保持一份随时可修改的预期；这份预期从何而来、又由大脑的哪些回路负责协调，一直是神经科学里悬而未决的问题。有一个脑区格外引人注目，却长期蒙着一层神秘面纱：屏状核。它是藏在大脑深处的一片薄薄的神经细胞层，几乎与整个新皮层双向相连，位置之特殊，让它具备了影响皮层信息处理的天然条件。可惜，由于它深埋脑内、结构又薄，人类屏状核的单细胞活动记录极为稀少，相关认知几乎空白。

近日，一篇发表在国际杂志Nature Neuroscience上题为“Human claustrum neurons encode uncertainty and prediction errors during aversive learning”的研究报告中，来自耶鲁大学等机构的科学家们盯上了这块“难啃的骨头”，文章中，他们借助七名癫痫患者为定位癫痫灶而临床植入的电极，在患者执行任务时记录其屏状核单个神经元的放电活动，并同步记录前扣带皮层和杏仁核作为对照—前者参与监测结果、指导行为，后者与情绪加工和威胁学习有关。需要说明的是，并非每位参与者都同时拥有三个脑区的记录。这套“顺手做科研”的设计，恰恰是难得的机会：能在人脑深处直接“偷听”神经元开会，机会可遇不可求。

参与者要玩的是一款电脑游戏：驾驶一艘虚拟飞船，穿过迎面而来的小行星带中的缺口。研究者会悄悄改变哪些位置更容易出现安全通道，玩家必须据此修正预期，才能避免撞上石头。与此同时，研究人员用一个描述“预期如何随新证据更新”的数学模型，估算出每位参与者在特定时刻的不确定感和预测误差—后者说白了，就是“以为会这样”与“实际却那样”之间的落差。

记录位置与任务分析

研究者发现，屏状核和前扣带皮层的神经元都表现出结构化的、与任务相关的反应。不同的神经元各司其职：有的在小行星带出现的刺激时刻改变活动，有的则对与玩家行动挂钩的结果作出反应，而且两个脑区对结果的表征方式并不相同。更关键的是，两个脑区都编码了那些无法从感官输入直接读出的“潜变量”—不确定性和预测误差，只是时间节奏不一样。在试次之间的间隙期，只有前扣带皮层携带着不确定性信号；而到了主动回避阶段，也就是小行星现身、逼近飞船的那段时间，两个脑区都编码了不确定性和预测误差。相比之下，杏仁核的潜变量调制微乎其微，基本像个安静的旁观者。

相关研究发现为“人类屏状核神经元能追踪无法直接观测的高阶认知变量”提供了直接证据，也揭示出屏状核与前扣带皮层在追踪潜在任务状态上的可分离角色。换句话说，那片薄薄的神经细胞层并不是默默无闻的过道，它在主动参与计算“我有多没把握”和“事情和我预想的差了多少”。

当然，这项研究并不能证明屏状核就是预期改变的原因，只能说明其可能在厌恶学习过程中参与追踪预期与现实之间的落差，毕竟电极记录的是相关活动，因果的帽子还不能急着扣上。后期研究人员还将借助其它涉及学习与心理表征更新的任务继续探查这个脑区的角色。对于一片长期被忽视的脑结构而言，能把它从“查无此人”推进到“有迹可循”已经是相当扎实的一步了。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Hu, M., Dalvit, R., Medina-Pizarro, M. et al. Human claustrum neurons encode uncertainty and prediction errors during aversive learning. Nat Neurosci (2026). doi:10.1038/s41593-026-02475-x