额叶皮层中的群体几何结构协调基于价值的决策

决策往往涉及收益与成本之间的权衡，例如现在获得一笔小额报酬与延迟一段时间后获得一笔更大报酬之间的选择。尽管决策变量分布于额叶皮层的多个区域，但这些区域如何将相互竞争的属性转化为选择，仍不清楚。我们结合大规模电生理记录与因果扰动，在小鼠于不同奖励金额和等待时长之间进行选择时开展研究，发现不同脑区的决策变量群体几何结构存在差异，反映出其所执行的计算过程各不相同。包括运动皮层在内的背侧额叶区域，会将相互竞争的属性压缩到一条跨越不同奖励—延迟情境的共享决策轴上，其投影幅度可预测选择概率；沉默这些区域会损害行为选择，而无论等待时长如何均是如此。相比之下，腹侧前额叶皮层（vPFC）在由奖励延迟组织的高维子空间中表征选择，其几何结构能够预测延迟对选择的影响强度。值得注意的是，抑制 vPFC 并未破坏背侧决策表征，但会选择性地消除奖励延迟对该表征的调制，使动物表现得仿佛延迟不再影响选择。当小鼠在不同奖励金额之间进行选择时，抑制 vPFC 则不会产生任何影响。因此，额叶皮层通过一种“生成器—调制器”架构解决多属性决策问题：背侧额叶回路维持一条共享的选择轴，引导跨情境决策；而 vPFC 则在不同子空间中维持相互竞争的属性，并在选项发生冲突时对决策进行调制。

决策往往涉及收益与成本之间的权衡，例如立即获得一笔小额支付与延迟一段时间后获得一笔更大支付之间的选择。尽管决策变量分布于额叶皮层的多个区域，但这些区域如何将相互竞争的属性转换为选择，仍不清楚。我们结合大规模电生理记录与因果扰动技术，研究小鼠在不同奖励量和延迟之间进行选择时的神经活动，发现不同区域的决策变量群体几何结构存在差异，反映出各自不同的计算过程。包括运动皮层在内的背侧额叶区域，将相互竞争的属性压缩到一个跨越不同奖励—延迟情境的共享决策轴上，其投影幅度能够预测选择概率；无论延迟长短如何，抑制这些区域都会损害行动选择。相比之下，腹侧前额叶皮层（vPFC）在由奖励延迟组织的高维子空间中表征选择，其几何结构能够预测延迟对选择影响的强弱。值得注意的是，抑制 vPFC 并不会破坏背侧区域中的决策表征，但会选择性地消除奖励延迟对该表征的调制，使动物表现得仿佛延迟不再影响选择。当小鼠在不同奖励量之间进行选择时，抑制 vPFC 则不会产生影响。因此，额叶皮层通过一种“生成器—调节器”架构来解决多属性决策：背侧额叶回路维持一个跨情境共享的选择轴，以指导决策；而 vPFC 则在不同子空间中维持相互竞争的属性，并在选项发生冲突时对决策进行调制。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.17.752402v1?rss=1

🏷️ 价值决策 额叶皮层 神经元群体编码 群体几何结构 奖励—延迟权衡 因果神经科学