哥伦比亚大学的研究人员将好奇心与大脑中处理不确定性和自信的区域的活动联系起来。这一发现解释了好奇心背后的神经机制，也可以为抑郁症等心理健康问题的治疗提供信息。
这是第一次，研究人员发现不相关的人的人所有好奇的经历都转化为大脑中的物理表征。
你抬头望向湛蓝的天空，看到一些你不太清楚的东西。它是一个气球吗?一架飞机吗?一个不明飞行物?你很好奇，对吧?
哥伦比亚大学祖克曼研究所(Zuckerman Institute)的一个研究小组首次发现，当人类产生这种好奇心时，大脑中发生了什么。在发表在《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)上的一项研究中，科学家们发现，大脑中似乎有一些区域能够在视觉模糊的情况下评估不确定性的程度，从而产生主观的好奇心。
“好奇心有很深的生物学根源，”祖克曼研究所首席研究员、通讯作者杰奎琳·戈特利布博士说。她补充说，好奇心对进化的主要好处是鼓励生物以有助于生存的方式探索它们的世界。
戈特利布博士说:“人类的好奇心的区别在于，它驱使我们探索的范围比其他动物大得多，而且往往只是因为我们想要发现东西，而不是因为我们在寻求物质奖励或生存利益。”戈特利布博士也是哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科医生学院的神经科学教授。“这给我们带来了很多创造力。”
研究团队及方法
加入戈特利布博士研究的还有迈克尔·科汉普尔博士(Michael Cohanpour)，他曾是哥伦比亚大学的研究生(现在是dsm-芬美意的数据科学家)，以及玛丽亚姆·阿里博士(Mariam Aly)，她之前也在哥伦比亚大学，现在是加州大学伯克利分校的心理学代理副教授。
在这项研究中，研究人员采用了一种非侵入性的、广泛使用的技术来测量32名志愿者大脑中血氧水平的变化。这项技术被称为功能性磁共振成像(fMRI)，它使科学家能够记录受试者在观看图像时大脑不同部位消耗的氧气量。大脑区域消耗的氧气越多，它就越活跃。
人脑扫描图像显示，对于感到好奇的人来说，大脑的前部和后部区域是活跃的。资料来源:戈特利布实验室/哥伦比亚大学祖克曼研究所
为了揭示大脑中与好奇心有关的区域，研究小组向参与者展示了被称为“文本”的特殊图像。这些物体的图像，如海象、青蛙、坦克或帽子，被不同程度地扭曲，使它们或多或少难以识别。
研究人员要求参与者评估他们对每种文本的信心和好奇心，发现这两个评级成反比。研究对象越自信，他们知道图案所描绘的是什么，他们对它的好奇就越少。相反，对自己能猜出文字是什么越不自信的受试者，对它就越好奇。
大脑活动与好奇心
然后，研究人员使用功能磁共振成像技术观察受试者在看到文本时大脑中发生了什么。脑部扫描数据显示，位于耳朵上方的枕颞皮层(OTC)非常活跃，长期以来，人们一直认为该区域与视觉和识别物体类别有关。根据之前的研究，研究人员预计，当他们向参与者展示清晰的图像时，这个大脑区域会显示出对有生命和无生命物体的不同活动模式。“你可以把每一种图案想象成识别文本类别的‘条形码’，”戈特利德博士说。
研究人员利用这些模式开发了一种测量方法，他们称之为“OTC不确定性”，用来衡量大脑皮层区域对扭曲变形类型的不确定性。他们发现，当实验对象对图像形式不那么好奇时，他们的OTC活动只对应于一个条形码，就好像它能清楚地识别出图像是属于有生命的还是无生命的。相反，当被试更好奇时，他们的OTC具有两种条形码的特征，似乎无法清楚地识别图像类别。
三对文本显示了物体的不可识别和清晰的版本。资料来源:戈特利布实验室/哥伦比亚大学祖克曼研究所
在文本呈现过程中，大脑前部的两个区域也很活跃。一个是前扣带皮层，之前的研究表明它与信息收集有关。另一个是腹内侧前额叶皮层(vmPFC)，它负责监控一个人在不同情况下对价值和信心的主观感知。在这项新研究中，当受试者报告说他们对文本的身份更有信心时，这两个区域都更活跃(因此，对看到澄清后的图像不那么好奇)。
戈特利布博士说，重要的是，vmPFC的活动似乎在主观的好奇心和OTC确定性测量之间架起了一座神经桥梁。就好像这个区域读出了OTC中分布式活动模式编码的不确定性，并帮助一个人决定他们是否需要对文本感到好奇。
戈特利布博士说:“这确实是我们第一次将对信息的主观好奇感与大脑表达信息的方式联系起来。”
戈特利布博士说，这项研究有两个重要的含义。首先，尽管这项研究关注的是视觉刺激引发的感性好奇心，但人们也会体验到其他形式的好奇心，比如对琐事和事实的好奇心(比如埃菲尔铁塔有多高?)或社交好奇心(我的朋友昨晚去了哪家餐馆?)她指出，这项研究的一个有趣的可能性是，它揭示的机制可以推广到其他形式的好奇心。例如，一项针对不同可识别性声音的功能磁共振成像研究可能表明，大脑中的听觉区域传达了关于声音的不确定性，而vmPFC将这种不确定性解读出来，以确定好奇心。
戈特利布博士认为，第二种可能性是，这些发现可能对抑郁症、冷漠症或快感缺乏症(无法感受到快乐)患者有诊断甚至治疗意义，这些症状通常以缺乏好奇心为特征。
“好奇心需要一种热情，一种花费精力去调查周围环境的意愿。它是内在驱动的，这意味着没有人付钱让你好奇;你的好奇仅仅是基于你希望当你学习的时候会有好的结果，”戈特利布博士说。“这些只是好奇心的一些神奇之处。”
参考文献:《感觉不确定性和自信的神经表征与感知好奇心有关》，作者:Michael Cohanpour, Mariam Aly和Jacqueline Gottlieb, 2024年7月4日，《神经科学杂志》。DOI: 10.1523 / jneurosci.0974 - 23.2024
这项研究是由国家心理健康研究所和祖克曼研究所资助的。
