人脑基本上是一个混乱的思想机场，不断管理着同时进行的航班，比如记住方向、控制车辆，以及因突然封路而惊慌失措。这个空中表演的关键角色是额顶叶皮层，即大脑的信息枢纽，它就像一个过度劳累的空中交通管制员。爱荷华大学的新研究现已揭示，这个枢纽并非僵化的总机，而是一个灵活的网络，会根据当前需求改变其连接。

通过结合计算建模和脑成像的实验，研究人员发现额顶叶皮层并非以固定方式与大脑其他部分通信。相反，它的连接会根据决策不同阶段所需的信息类型而改变。研究结果发表在《神经科学杂志》上，可能有助于指导未来对ADHD和精神分裂症等神经和精神疾病的研究，这些疾病中这种信息交换可能有点不正常。

“我们的研究更详细地展示了额顶叶皮层如何运作——它从其他系统提取何种信息，以及它如何利用其连接模式整合来自大脑不同区域的信息，”该研究的通讯作者、心理与脑科学系副教授Kai Hwang说。“这是主要贡献。”

从不完整信息构建全局图景

在2025年的一项研究中，Hwang及其同事发现额顶叶皮层会持续生成来自大脑其他部分信息的高级总结。它评估传入的信号，包括不完整或不确定的信息，将它们组合成更有用的整体表征，然后帮助指导其他大脑区域做出适当反应。“这就像大脑其他区域没有所有信息，所以它们将所拥有的发送到额顶叶皮层寻求指导，”Hwang解释道。

为了观察这个枢纽的适应性，研究人员招募了38名年龄在18至35岁之间的参与者。参与者学习了不同颜色、面孔和场景组合与特定反应（如用任一只手食指或中指按按钮）之间的联系。然后研究人员改变了规则，引入了不确定性。参与者必须意识到关联已改变，学习新关联，并正确反应。“如果他们总是做对，他们就知道做出了正确的关联，但一旦开始出错，他们就必须猜测，‘哦，是情境变了，还是我没看清颜色？’这产生了不确定性，”Hwang说。

团队将行为数据与功能性MRI扫描相结合，开发了一个计算模型，分离了来自不同大脑区域的信号，揭示了额顶叶皮层如何将这些信息整合在一起。“我们观察到，这个网络并非在困难任务中简单地变得更加活跃，而是根据决策每个阶段所需的信息，动态改变其与其他大脑区域的通信方式，”Hwang说。

与ADHD和其他疾病的可能联系

这些发现最终可能有助于研究那些在情况变化时更难调整行为的精神疾病，比如在图书馆说话太大声或难以控制冲动。“这些是人们在调节行为方面遇到困难的情况。对我来说，这是一个整合问题。如果整合功能不能正常工作，那么很可能意味着他们没有使用正确的背景来调节行为，”Hwang说。

Hwang实验室的六年级研究生Stephanie Leach领导了实验，并共同领导了手稿的准备。“有机会进行这项研究尤其令人欣慰，因为它让我能够……”