NeuroImage|刘志雅课题组揭示大脑整合奖赏动机与类别表征的关键机制

2025年11月,华南师范大学心理学院刘志雅课题组与 Carol A. Seger 教授团队在神经科学顶级期刊NeuroImage 发表题为 “Integration of contextual reward motivation with category representations” 的研究论文。该研究系统揭示了大脑如何将情境化的奖励动机与类别表征相结合,从而优化基于奖励的分类决策。

在我们的日常判断中——无论是把水果分成苹果/橘子,还是辨认图像类别——大脑不仅依赖已经学到的类别知识,还会根据当下“能不能得奖励”调整策略。以往研究已指出,类别知识的形成和使用依赖皮层–纹状体系统(如 IPS、IFG、尾状核),而奖励处理则由腹侧纹状体与腹内侧前额叶等价值通路承担。然而,奖励与类别结构如何在分类决策中整合仍缺乏直接神经证据。为此,研究团队在功能磁共振(fMRI)中让受试者完成一项视觉类别学习任务:每个试次开始时呈现一个“奖励概率”线索(0–100%),随后受试者需要分辨刺激属于A类还是B类;若判断正确,则按照线索概率获得积分奖励。通过同时操纵刺激的类别难度与奖励概率,研究者得以分离和比较类别信息表征与奖励信息表征之间的相互作用。

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研究者结合单变量激活分析和多变量表征相似性分析(RSA),识别出了对类别表征以及对“分类决策 × 奖励概率”整合过程具有关键作用的脑区。

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结果表明,类别边界距离误差(BDE)以及“类内变异度 × 离散类别”的 RSA 交互模型提供了收敛证据:类别表征主要分布在右侧顶叶前部–纹状体网络,包括顶内沟前部(Anterior IPS)、额下回(IFG)以及尾状核后部(Posterior caudate)。基于 ROI 和 RSA 的结果,尾状核的后部同时对奖励概率与类别结构敏感。此外,在负责执行手部分类反应的运动皮层中,既存在离散类别编码,也出现“类别 × 奖励”的交互模式。

这些发现揭示了奖赏可得性与类别表征整合的两条路线:第一,尾状核后部表征奖励可得性,并通过与顶叶前部–纹状体回路的交互影响类别处理;第二,运动皮层将奖励信息与类别相关的反应选择相结合,从而直接影响分类动作的执行。

该论文由华南师范大学应用心理研究中心作为第一署名单位发表。 Carol A. Seger 教授和 Kurt Braunlich 博士共同担任第一作者, Carol A. Seger 教授和刘志雅教授共同担任通讯作者。本研究得到广东省脑认知与人类发展研究中心项目(2024B0303390003)以及广东省哲学社会科学规划项目(GD25CXL03)的资助。

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撰稿:张敬贤

初审:刘志雅

再审:何先友

终审:刘冬梅