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哈佛大学的 Vivian Hemmelder 和 Tommy Blanchard
人类是非常好奇的生物。 我们的生活，经济和社会受到获取信息的驱动力的强烈影响，我们有时将其称为“信息”：搜寻和消化信息的生物，就像食肉动物捕猎和吃肉一样。 （1）是什么促使我们渴望获得信息？
从进化的角度来看，动物寻找信息的理由很明确：信息对它们的生存和繁殖至关重要。 一只毕生只吃一棵灌木的浆果却从未探索过其环境的鸟类可能会失去附近更好的食物来源。 因此，探索在动物界很普遍也就不足为奇了。 例如，猴子会以很高的速率按下按钮，有机会窥视窗外（2） ，round虫不会直接爬到食物源上，而是以向它们盘旋的方式为他们提供了最多的信息他们的环境。 （3）
是什么驱动动物的信息寻求行为？ 一种可能性是，每只动物在其整个生命过程中都会了解到，对其环境的更多了解会带来诸如食物或其他必要资源的奖励。 但是，尽管这是我们可以想象的人类或猴子正在学习的东西，但这可能超出了of虫的能力。 此外，在幼小的动物没有足够的经验来学习知识与奖励之间的联系之前，我们就发现了好奇心驱动的行为。 例如，人类新生儿观看新视觉场景的时间比已知视觉场景的时间长得多。 （4）
另一种可能性是，进化压力使信息具有内在的回报。 诸如食物和性别之类的所谓“主要奖励”之所以令人愉悦，是因为喜欢进食和繁殖的动物更有可能生存并产生后代。 （a）因此，进化论在大脑中建立了奖励系统，该系统推动着有助于动物获得必要资源的行为。 相同的奖励制度是否可以通过使动物发现本质上具有奖励意义的新信息来促进信息搜寻行为？
如果学习本质上是有益的，那么大脑应该以对新信息做出反应的方式类似于对诸如食物和性行为等主要奖励的反应。 确实，神经影像研究表明，当人们对琐事问题的答案感到好奇或看着模糊的图片变得清晰时，大脑中与奖励相关的结构就会被激活。 （5）但是，由于神经成像的分辨率仍然很粗糙，因此这些研究无法显示大脑中与奖励相关的结构是否实际上对信息的反应与对食物等主要奖励的反应相同。 为此，我们需要研究单个神经元的行为。
神经科学家Ethan Bromberg-Martin和他的同事Okihide Hikosaka是第一个在单个神经元中发现对信息的奖励响应特征的人。 （6）他们设计了一个任务，猴子只看了两张照片就不得不选择一张。 然后，在短暂的延迟之后，猴子将获得较大或较小的奖励。 如果猴子选择其中一张图片（信息丰富的图片），它将得到提示，指示延迟之后是小奖励还是大奖励。 如果选择了其他图片（无信息的图片），则会看到一个提示，该提示没有提供有关即将到来的奖励的信息。 即使图片的选择并没有影响奖励的大小，但猴子几乎总是选择信息丰富的图片，大概是因为它们很好奇并且发现对结果有暗示是有益的。
在猴子执行此任务的同时，布朗伯格·马丁（Bromberg-Martin）在其多巴胺神经元中记录了活动，这在初级奖励过程和激励行为中起着至关重要的作用。 多巴胺神经元通过面对预测奖励的奖励和提示增加其活动，从而标记出大脑其他部位的奖励情况和经历。 布隆伯格-马丁（Bromberg-Martin）和彦坂（Hikosaka）研究了猴子的多巴胺神经元对图片的反应，发现活动对信息图片的响应增加，而对信息不足的图片的响应降低。 预测奖励的多巴胺神经元对信息的响应方式与对其他主要奖励（例如食物和性行为）的响应方式相同。
Bromberg-Martin和Hikosaka的研究表明，大脑奖励处理系统的核心组成部分可以激发动物寻找信息以及主要奖励。 由于食物和信息都可以驱动促进生存的行为，因此在大脑的某个地方对它们进行类似的处理是有道理的。 但是，我们也希望它们在大脑其他部位的显示方式有所不同。 一本好书和一部糖果棒都可以赚钱，但是方式却截然不同-如果您饿了，那么阅读最新的畅销书就不会感到满意。
考虑到这一区别，神经科学家汤米·布兰查德（Tommy Blanchard）与布朗伯格·马丁（Bromberg-Martin）及其同事本·海顿（Ben Hayden）合作研究了信息和主要奖励在眼眶额叶皮层中的表现方式，额叶皮质是大脑中涉及许多复杂认知行为的区域，包括评估奖励。 （7）通过再次记录猴子，他发现该区域的神经元对信息和主要奖励都有反应，但与多巴胺神经元不同，它们没有以相同的方式对待这两个变量。 例如，眼眶额叶皮层中的单个神经元可能会响应主要奖励而增加其活动，但会响应信息而减少其活动（反之亦然）。
Blanchard的研究表明，与中脑（多巴胺神经元的所在地）相反，初级奖励和信息在眼眶额叶皮层中的表示方式有所不同。 在大脑的更高级的部分以不同方式处理这些奖励可能会带来行为上的灵活性-在某些情况下能够查找信息，而在其他情况下则专注于主要奖励。 （b）
这项研究表明，灵长类确实是一种信息—信息就像食物和性一样刺激我们的大脑。 然而，我们大脑中的某些部分也可以区分信息和其他奖励，从而实现行为灵活性和复杂的决策。
关于人类与生俱来的好奇心仍然存在许多疑问。 例如，大脑不同部位的奖励电路如何相互作用？ 为什么某些类型的信息对我们而言比其他类型更有趣，为什么不同的人对这些不同的事物感兴趣？ 希望我们的好奇心将继续使我们对好奇心本身有进一步的了解！
汤米·布兰查德（Tommy Blanchard）是哈佛大学计算认知神经科学实验室的博士后研究员，他在那里研究决策和前额叶皮层功能的神经机制。 他获得了博士学位。 罗彻斯特大学的脑与认知科学专业。
Vivian Hemmelder取得了博士学位。 2014年在哈佛大学神经科学专业攻读博士学位，研究对象是内田直志（Naoshige Uchida）和塞缪尔·格什曼（Samuel Gershman）的实验室。 薇薇安目前回到她的家乡荷兰，参加为期一年的“国家智库”计划，以寻求解决社会问题的方案。
旁注
- （a）主要奖励是物种生存所必需的资源或活动。 例如，如果没有奖励制度鼓励它寻找食物，水和性别，某个物种将灭绝。 次要奖励是可以间接产生主要奖励的奖励，金钱就是一个很好的例子。
- （b）在进化过程中，与其他动物相比，灵长类动物的眶额叶皮层以及额叶皮层其他部分的大小已大大增加。 也许我们在灵长类动物中看到的行为灵活性和智力可以通过更复杂和差异化的世界表征（例如布兰查德观察到的）来促进。
尾注
- 米勒，佐治亚州1983年。“信息”。 F. Machlup和U. Mansfield编辑的“信息研究：跨学科消息”中的第 111–113页。 纽约，纽约：威利。
- 巴特勒（RA）1957年。“剥夺视觉激励对猴子视觉探索动机的影响。” 比较生理生理学杂志 50：177–179。
- Calhoun，AJ，SH Chalasani和T.O Sharpee。 2014年。“秀丽隐杆线虫的最大信息量觅食。” ELife 3：e04220。
- Friedman，S.，AN Nagy和GC Carpenter。 1970年。 “新生代注意力：对视觉刺激的差异反应递减。” 实验儿童心理学杂志 10（1）：44-51。
- Kang，MJ，M.Hsu，IM Krajbich，G.Loewenstein，SM McClure，JT-Y。 Wang和CF Camerer。 2009。“学习中的灯芯：认知的好奇心激活了奖励电路并增强了记忆力。” 心理科学 20：963–973。 Jepma，M.，RG Verdonschot，H.van Steenbergen，SARB Rombouts，S.Nieuwenhuis。 2012年。“诱导和缓解好奇心的神经机制。” 行为神经科学前沿 ，第6（5）期。 Gruber，MJ，BD Gelman和C.Ranganath。 2014年。“好奇心的状态通过多巴胺能回路调节海马依赖性学习。” Neuron 84（2）：486–496。
- Bromberg-Martin，ES和O. Hikosaka。 2009年。“ Midbrain多巴胺神经元发出信号，要求优先考虑即将获得的奖励。” Neuron 63（1）：119–126。
- 布兰查德（TC Blanc），海登（BY Hayden）和布隆伯格-马丁（ES Bromberg-Martin）。 2015年。“眶额皮质在好奇心驱动的决策中对不同的选择属性使用不同的代码。” Neuron 85（3）：602–614。
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