报告人：Mati Joshua

整理人：范莹

审核人：罗欢

2017年10月19日星期四，希伯来大学-北京大学神经科学联合论坛在北京大学王克桢楼1113室举行。来自希伯来大学的Mati Joshua教授为大家带来了题为”Vigor and choice in the smooth pursuit eye movement system”的学术报告。Joshua教授的主要研究方向是探究奖赏行为以及大脑是如何利用奖赏来驱动和塑造行为，他们通过追踪猴子的眼动以及记录位于前额眼动区的神经元的放电情况来研究这个问题。

1. 奖赏如何影响眼动及其神经机制

首先屏幕会出现一个注视点，猴子需要盯着注视点。随后目标刺激会出现，但猴子需要保持中央注视。当注视点消失时，目标刺激开始移动，猴子需要追踪目标刺激的移动。目标刺激的颜色与未来的奖赏数量是有一个连结的，比如在绿色的目标刺激意味着之后会有大奖赏，红色的目标刺激意味着之后会有小奖赏。实验结果表明猴子的眼动速率在大奖赏预期条件下显著快于小奖赏预期条件。并且大奖赏预期条件下的眼动较为平缓，小奖赏预期条件下的眼动有更多的扫视。同时眼动速率在上下左右四个方向上的分速率，也都是大奖赏预期条件快于小奖赏预期条件。

接着，Joshua教授介绍了对FEF (Frontal eye field) 神经元激活情况记录的结果。由于这一区域的神经元是有运动方向选择性的，对于每一个神经元，它都具有它自己反应最强烈的运动方向，激活情况受眼动方向和眼动速率的共同调制。而奖赏大小又是如何与眼动方向交互影响FEF神经元的激活情况呢？结果发现当眼动方向是FEF神经元的最优方向时，大奖赏预期下的放电速率显著高于小奖赏预期下的放电速率。但这种差异随着运动方向与最优方向的逐渐偏离而逐渐降低。

根据前面的结果，我们可以知道当奖赏较小的情况下，FEF神经元的放电速率较低，但是与此同时，眼动的速率也较低。为了探究奖赏和眼动速率的可能的分离作用问题，他们进行了进一步的实验。在新的实验中，大奖赏相关的刺激以较慢的运动速率运动。实验结果发现眼动速率受到目标实际的运动速率和奖赏预期共同调制。而FEF的放电情况同时受到奖赏大小和眼动速率的调制。但这两者都在更大程度上受到奖赏大小的调制为主。

进一步，奖赏是如何影响追踪的呢？他们提出了一个可能的假设。MT的激活情况直接受目标运动速率影响，前额眼动区（FEF）的激活情况则受到MT激活情况与奖赏的共同影响，而眼动则是受到了MT与FEF激活的共同调制。

2. 奖赏对目标选择的影响

首先，实验者让猴子在没有奖赏的情况下，追踪两个目标刺激。在头250ms，猴子会先沿着两个目标刺激运动轨迹的角分线方向运动，之后，则会任意选择一个目标刺激进行持续跟踪。最终的追踪目标选择，并没有什么倾向性。接着实验者加入奖赏，探究奖赏是如何影响对追踪对象的选择的。 实验结果表明，猴子更大程度上，会选择追踪对应着大奖赏的目标刺激。同时，这一追踪并不是因为对于某一运动方向的偏好造成的。如果水平向右运动的目标对应着大奖赏，那猴子就会追踪水平运动的目标；如果垂直向上运动的目标对应着大奖赏，那猴子就会追踪垂直运动的目标。

综上所述，Joshua教授的报告表明对于奖赏的预期和目标运动方向共同调制对于目标的追踪时的眼动情况，以及前额眼动区（FEF）神经元的激活情况；在面对多个选择时，更倾向于选择奖赏大的选项。