基底神经节：大脑里的“决策大师”
基底神经节：大脑里的“决策大师”
基底神经节（Basal Ganglia，BG）是大脑深部的重要结构，由尾状核、豆状核（包括壳核和苍白球）、屏状核及杏仁核等组成，属于锥体外系的主要部分。它在运动调节、情感控制以及认知功能中发挥关键作用。
近年来，越来越多的研究表明，基底神经节在我们的决策过程中扮演着至关重要的角色，特别是在处理不确定的视觉信息、权衡成本和收益等复杂决策中。北京大学心理与认知科学学院朱露莎研究组的一项研究揭示了基底神经节在社会决策中的独特作用。
研究发现，当基底神经节受损时，虽然很多基本的决策功能会遭到破坏，但在一些重要的社会决策能力上却表现出一定的“韧性”。例如，在策略性学习任务中，基底神经节受损的病人和健康参与者的表现没有显著差别，都能够灵活调整自己的选择。然而，这种决策能力的韧性仅存在于社会情境下，当参与者面对一台计算机进行同样的决策实验时，病人和健康参与者的行为则出现了明显差异。
为什么会出现这种现象？研究者认为，策略性学习也许可以通过并行的“计算程序”实现，一种“程序”依赖于基底神经节对奖惩信号的追踪，而另一种则依赖于前额叶皮层对社会信息的处理。基底神经节损伤后，大脑为了弥补前一种计算能力的缺失，调用了源于前额叶皮层、更加高阶和社会性的“程序”来完成策略性行为。
这一发现不仅展示了社会学习决策能力的韧性及其背后的神经基础，还为理解帕金森病、亨廷顿舞蹈症等与基底节相关的神经退行性疾病提供了新的视角。例如，为了帮助那些决策能力受损的病人更好地进行选择，可以引导他们把不确定环境下的选择想象成某种和他人互动的过程。
2025年的最新研究进一步揭示了基底神经节在运动决策中的作用。研究表明，初级运动皮层（M1）作为大脑运动的主要输出区域，也会对奖励产生反应。这些奖励信号可能在运动输出的最后阶段对其进行塑造，进而影响运动活力以及运动学习。值得注意的是，这些见解可能有助于解释奖励信息如何在运动输出的最后阶段对其进行塑造，在运动康复领域具有应用价值。
通过小鼠实验，研究人员发现，在记忆引导的运动任务中，基底神经节与多个脑区存在复杂的交互作用。例如，前额侧运动皮层（ALM）在运动计划中扮演着中心角色，而基底神经节和小脑等其他区域则参与调节和执行这些计划。在动作选择阶段，ALM及其连接的网络开始编码特定的运动计划，这一过程涉及到对不同运动方案的评估和选择。一旦运动计划被确定，与运动执行相关的脑区（如基底神经节、小脑及运动皮层）会展现出同步的活动增强，指导身体完成精确的运动。
这些研究结果不仅增进了我们对大脑协调记忆引导运动的机制的理解，而且为未来的神经科学研究和可能的临床应用提供了新的思路和方法。特别是，该研究结果强调了在解析大脑功能时，考虑大脑作为一个整体的重要性，而不仅仅是独立区域的功能。
基底神经节在决策过程中的作用机制是一个复杂的网络系统。它通过直接通路、间接通路和超直接通路与大脑皮层、丘脑等区域进行信息交换。在决策过程中，基底神经节不仅处理来自感觉输入的信息，还整合了奖惩信号、记忆信息等多维度数据，最终形成决策输出。
例如，Gurney的选择控制模型、Humphries的神经元群模型、Frank的认知决策模型、Wang的选择决策模型和Rabinovich相空间动力学选择模型等理论模型，都从不同角度解释了基底神经节在决策中的作用。这些模型不仅帮助我们理解正常大脑的决策机制，还为研究帕金森病等大脑疾病提供了重要参考。
未来，随着神经科学技术的不断发展，我们有望更深入地理解基底神经节在决策过程中的精细机制。这不仅能够帮助我们更好地认识人类的决策行为，还可能为开发新的治疗方法提供线索，以应对各种与决策相关的神经系统疾病。