一项最新的研究揭示了大脑如何处理意外信息的机制，并可能为理解自闭症谱系障碍（ASD）和精神分裂症谱系障碍（SSD）中大脑回路改变的原因提供新的线索。研究团队通过构建虚拟现实环境来研究小鼠的大脑活动，以探索预测误差信号及其形成机制。
研究者们创建了一个虚拟现实环境，让小鼠在其中跑动寻找食物作为奖励。通过在小鼠寻找食物的过程中引入意外的视觉刺激，并利用双光子钙成像技术记录初级视觉皮层的神经活动，科学家们得以观察到大脑对未预料到的信息的反应。
研究者Shohei Furutachi指出，尽管先前的理论认为预测误差信号会编码实际与预期不符的情况，但本研究并未直接发现这样的证据。相反，他们发现大脑会选择性地放大那些对意外画面反应最强烈的神经元的活动。
研究中观察到的预测误差信号实际上是通过选择性增强视觉信息来实现的。这意味着大脑能够识别预测与实际输入之间的差异，从而使意外事件更加突出。为了理解大脑如何在视觉皮层中放大这种意外的感觉输入，研究者们使用了光遗传学技术来操控特定神经元群。
研究发现，有两种类型的神经元在这一过程中起到了关键作用：新皮层V1区域中表达血管活性肠肽（VIP）的抑制性中间神经元，以及丘脑枕区（pulvinar）区域的特定神经元。VIP神经元在这一过程中起到了类似于开关的作用，当VIP神经元被激活时，丘脑枕区会增强新皮层的感觉反应；而当VIP神经元被抑制时，则会减弱这种反应。
这两种神经元的合作使得大脑能够在检测到意外信息时，通过增强这些信息的重要性来更快地注意到并学会处理这些意外情况。具体来说，VIP神经元充当了一个开关的角色，当其被激活时，丘脑枕区增强了新皮层的感觉反应，反之则抑制这种反应。这两种路径的互动介导了视觉皮层中的感觉预测误差信号。
总结来说，这项研究表明，当大脑发现事情与预期不符时，它会通过增强意外信息的方式来让这些信息变得更加重要，从而帮助我们更快地注意到并适应这些意外情况。这项研究不仅加深了我们对大脑预测处理机制的理解，还可能为自闭症和精神分裂症等疾病的治疗提供新的思路。
