一项新研究识别出一类独特的神经元，称为“预测错误神经元”，它们仅在听觉预期被打破时激活，发出错误信号。这些神经元在正常情况下保持休眠状态，仅当听觉结果偏离预期时才会活跃。通过对小鼠的系统研究，研究人员探索了这些神经元如何揭示各种学习过程，并可能解释个体在语言和音乐等能力上的差异。研究结果强调了这些神经元在通过试错和意外听觉结果学习中的潜在作用。

关键发现

• 单一功能神经元：预测错误神经元具有排他性功能，仅在声音违背预期时激活，发出错误信号。

• 错误识别的多样性：这些神经元的不同子集对不同类型的听觉偏差作出反应，例如意外的安静或声音的时机。

• 学习意义的潜力：这些神经元可能在理解和优化与声音相关的试错学习过程中起关键作用，例如语言和乐器演奏。

研究背景
无论是错误地关门还是在足球中踢偏，我们的大脑都会告诉我们何时犯了错误，因为这些声音与我们的预期不符。虽然长期以来人们已经确定神经元能够发现这些错误，但尚不清楚是否存在仅有一种功能的脑细胞——即在声音意外或“错误”时发出信号。

纽约大学的神经科学家团队现已识别出一类神经元，称为“预测错误神经元”，它们对一般声音无反应，仅在声音违背预期时作出反应，从而发出错误信号。

研究方法
研究团队通过一系列实验和小鼠神经元活动的隔离，研究了小鼠的反应。在实验中，小鼠在按下杠杆后听到特定声音，经过多次重复，它们将这种声音与按压动作联系起来。随后，研究人员改变了小鼠在按压后听到的声音，以模拟人类在犯错时听到的意外声音。

研究发现
科学家发现，小鼠的许多神经元（“预测错误神经元”）在正常情况下保持沉默，仅当小鼠做出动作并听到意外声音时才会激活。更具体地说，他们发现小鼠听觉皮层中的单个预测错误神经元不仅发出“出错”信号，还指示了“出了什么错”。例如，当声音太轻时，一组预测错误神经元被激活；而当声音音量正常但来得太晚时，另一组完全不同的预测错误神经元被激活。

研究意义
研究结果表明，这些神经元可能在语言或乐器演奏等需要大量试错的学习过程中发挥重要作用。此外，这些发现可能有助于更好地理解学习过程、识别某些疾病的原因，并发现与声音相关的天赋。

未来方向
研究团队提出了一些有趣的问题：专业音乐家的预测错误神经元是否比新手更强？在语言发育不良的疾病中，预测错误神经元是否功能异常？这些问题为未来的研究提供了方向。

研究支持
该研究得到了美国国立卫生研究院（R01-DC018802）的资助。

参考文献
Schneider, D., Audette, N., et al. (2023). Stimulus-specific prediction error neurons in mouse auditory cortex. Journal of Neuroscience.