人的一生总是伴随着大大小小的选择，小到晚饭应该吃什么，大到选择陪伴自己一生的伴侣。在这一系列的决策中，我们总希望自己做出的选择能够在未来得到最大化的收益。在我们的大脑中，海马和眶额皮层（orbitofrontal cortex, OFC）在决策和其他认知过程中起到重要作用。解剖发现，海马和OFC之间是存在结构连接的，OFC会接收来自海马的输入。然而，在决策过程中，海马和OFC之间功能上的关系并不清楚。
近日，来自美国的科学家Wikenheiser等人通过记录小鼠在执行决策任务时OFC中的神经元活动，发现OFC神经元编码了决策任务的预期结果，而如果抑制了海马的重要输出区域：腹侧下托区（ventral subiculum），将强烈的干扰OFC的编码能力。
在实验的过程中，小鼠首先接受了决策任务训练。小鼠会嗅到3种气味中的一种，如果嗅到气味A或B，则左侧或右侧的盒子中会有食物奖励（强迫选择），如果嗅到气味C，则两侧的盒子中都会有食物奖励（自由选择）。食物奖励为香草味牛奶或者巧克力，奖励数量为1滴或者3滴。在不同的实验序列中，食物的口味和数量是不同的。训练结束后，研究者们在实验组小鼠的双侧海马腹侧下托区注射AAV病毒，使该区域的神经元表达出eNpHR（下图B和C中的绿色神经元）。同时在实验组和控制组小鼠的OFC中插入电极（下图E中的红色方框区域），记录OFC的神经元活动。
对于小鼠来说，正确的决策就是获得最多的食物奖励，所以小鼠在决策中需要预测奖励数量、食物口味或者奖励位置。通过对比实验组和控制组小鼠在决策任务中的行为表现，研究者发现，海马腹侧下托区的活动减弱影响了自由选择决策任务的准确度，即实验组小鼠更多的选择了更少的食物奖励，但并未影响强迫选择决策任务的准确度。
通过把整个决策任务分成7个子过程，并分析OFC中的神经元在决策任务中的放电频率，研究者发现，控制组小鼠的OFC神经元中参与结果预测（anticipate）这一子过程的比例显著地高于实验组。
进一步分析发现，OFC中的神经元会选择性地对决策任务中的奖励数量、食物口味或者奖励位置进行编码（下图中就是三个典型的任务特征编码神经元的活动）。
到底编码了哪些任务特征的OFC神经元受到海马腹侧下托区的影响最大呢？通过分析发现，编码奖励位置信息的OFC神经元比例在实验组和控制组之间的差异最大。也就是说，海马为OFC提供了与空间位置相关的信息输入，这与海马在空间记忆中的重要作用有很大的关系。
综上所述，海马腹侧下托区的活动减弱妨碍了OFC神经元的信息整合能力，进而干扰OFC对决策任务的编码能力，导致小鼠在决策任务中表现欠佳。
参考文献：
Wikenheiser et al., Suppression of Ventral Hippocampal Output Impairs Integrated Orbitofrontal Encoding of Task Structure, Neuron (2017).
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