圖 2：執(zhí)行相同行為的動(dòng)物之間保留的潛在動(dòng)態(tài)。

接下來為了確定保留的潛在動(dòng)態(tài)不僅僅反映拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，研究員們測試了這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否足以產(chǎn)生保留的潛在動(dòng)態(tài)，并發(fā)現(xiàn)個(gè)體之間的保留受到顯著損害。

圖 3：在行為復(fù)雜性較高的順序到達(dá)任務(wù)中保留的潛在動(dòng)態(tài)。

鑒于運(yùn)動(dòng)皮層是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的脊髓回路的主要皮層輸出，運(yùn)動(dòng)皮層潛在動(dòng)力學(xué)和行為輸出之間的密切對(duì)應(yīng)可能是該區(qū)域的結(jié)構(gòu)和投射的獨(dú)特結(jié)果。為了測試整個(gè)大腦中是否存在保留的潛在動(dòng)力，研究員們研究了基底神經(jīng)節(jié)的皮層下核，它不直接投射到脊髓，但對(duì)行為的各個(gè)方面都至關(guān)重要。

圖 4：基底神經(jīng)節(jié)和隱蔽行為期間保留的潛在動(dòng)態(tài)。

最后研究員們認(rèn)為要求行為相似性是必要的，但不足以允許潛在動(dòng)態(tài)的對(duì)齊。為了測試這一點(diǎn)，研究員們訓(xùn)練了遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) （RNN） 以產(chǎn)生相似的行為輸出，同時(shí)生成不同的潛在動(dòng)態(tài)。他們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè) RNN 模擬，通過改變成本函數(shù)的參數(shù)來控制潛在動(dòng)態(tài)的保留程度α。

圖 5：類似的行為輸出對(duì)于保持潛在動(dòng)態(tài)是必要的。

綜上所述，當(dāng)動(dòng)物有意識(shí)地計(jì)劃未來的運(yùn)動(dòng)而沒有明顯的行為時(shí)，神經(jīng)種群動(dòng)力學(xué)被保留了下來，并能夠解碼不同個(gè)體之間的運(yùn)動(dòng)。此外，本文還發(fā)現(xiàn)保存的神經(jīng)動(dòng)力學(xué)延伸到皮質(zhì)區(qū)域之外，延伸到背側(cè)紋狀體，這是一種進(jìn)化上更古老的結(jié)構(gòu)。最后，研究員們使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型來證明行為相似性對(duì)于這種保留是必要但不充分的。
原文鏈接：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06714-0