决策激活听觉皮层与前额叶皮层之间的循环回路，而非单向传递
皮层处理的经典模型描述了一个层级系统：感觉信息从初级感觉区域向前流向高级联合区域，在那里进行计算决策。7月8日发表在《自然·通讯》上的一项由国立精神卫生研究所的Franco Giarrocco和Bruno B. Averbeck开展的新研究表明，这一图景并不完整。
通过同步记录在执行空间听觉决策任务的猕猴初级听觉皮层（A1）和背外侧前额叶皮层（dlPFC）中的1,199个神经元，研究人员发现了两种根本不同的信息流动模式，一种单向，另一种则是动态循环回路。
两种信息，两种流动方式
猕猴被提示到一个空间位置，必须在该位置检测目标声音，做出行为选择。在任务过程中，感觉信息（听觉提示）和猴子最终的选择（它判定哪个声音是目标）由A1和dlPFC中的神经元共同编码，但这种编码的时间和方向截然不同。
对于感觉信息，猴子听到的内容，流动是经典且直接的。信息在提示后约130毫秒在A1达到峰值，并单向向前传递到dlPFC。这正是层级模型预测的前馈扫描。
对于决策相关信息，猴子选择哪个声音，模式完全不同。选择相关信号在提示后约340毫秒达到峰值，并激活了一个双向循环回路：决策相关信息首先出现在dlPFC，然后向后传递到A1，再返回dlPFC。这种流动不是单向中继，而是感觉区域和认知区域之间的来回交换。
这意味着什么
这一发现挑战了传统观点，初级感觉区域只是被动的中继站，简单处理原始输入并将其传递到层级结构的上层。在这里，A1积极参与了决策过程本身，接收来自前额叶皮层的选择相关信号，并将处理后的信息发送回去。
“皮层并不只是将数据沿梯子向上传递，”这一模式表明。”它进行多轮对话，将原始声音与计划和预期混合在一起。”
已知背外侧前额叶皮层对工作记忆、基于规则的决策和行为至关重要。它将选择相关信号发送回初级感觉皮层，表明大脑的执行区域并非孤立地计算决策然后广播结果，它们实时咨询最初接收输入的感官区域。
方法学优势
该研究使用了同时插入A1和dlPFC皮层层的层状多触点探针（”V-Trodes”），这一技术要求极高的设置使团队能够直接比较两个区域之间的信息时序和方向流，而非从单独记录推断连接性。分析包括通过PCA进行的群体轨迹分析、SVM解码、跨区域预测和定向信息流分析。
该研究得到了NIMH院内研究计划（资助号ZIA MH002928）的支持，代表了NIH神经心理学实验室的努力成果。
来源：
1. Giarrocco, F. & Averbeck, B.B. “Neuronal dynamics, timing, and flow of sensory and choice-related information in auditory-prefrontal circuitry.” Nature Communications (2026). DOI: 10.1038/s41467-026-75349-2
2. 国立精神卫生研究所神经心理学实验室，NIH，马里兰州贝塞斯达
婷 翻译