动物必须不断与不断变化的环境交互，并根据交互结果调整行为策略，这一过程涉及至关重要的关联学习。大脑如何在长期学习中监测行为结果并据此更新策略，是理解动物如何从经验中学习的核心科学问题之一。

2025年11月27日，北京大学心理与认知科学学院、IDG麦戈文脑科学研究所及生命中心周阳课题组在《Nature Communications》发表题为《Neural correlates of trial outcome monitoring during long-term learning in primate posterior parietal cortex》的研究成果，揭示了其中的关键机制。研究团队利用双光子钙成像技术，对参与多日连续关联学习任务的猕猴后顶叶皮层7a区神经活动进行跨天追踪，发现该脑区存在对行为结果的显著神经表征，并且这些表征紧密追踪动物的学习行为。此外，当新的关联学习开始时，这些结果表征会迅速重组，并在后续的学习过程中逐渐演化，而这一演化过程受到局部神经网络功能连接结构的限制。

研究采用经典的刺激—反应关联任务：猕猴需要学习将指定视觉刺激与眼动方向建立正确关联，正确反馈获得奖励，错误则给予惩罚（图a）。跨天成像结果显示，7a区神经元不仅能够编码当前试次的正确/错误结果，还能够保留历史行为结果的表征（图b）。而在另一个没有学习需求但具有类似奖惩反馈的任务中，7a区神经元对试次结果的编码明显减弱，表明其结果表征高度依赖于关联学习过程。

进一步分析表明，7a区神经元对具有显著意义的试次结果表现出更强的编码，并且编码强度与行为策略的调整密切相关：更强的结果表征会推动猕猴从利用（exploitation）转向探索（exploration）（图c上），在学习表现较好时表现更为突出。同时，结果编码强度还与猴子采取的策略（如 win-stay 或 lose-shift）高度相关（图c下），提示7a区在长期学习中承担着监测和利用行为结果的关键作用。

在长时程学习过程中，7a区神经元的结果编码会随学习进展逐渐演化（图d）。当动物从已知关联转入未知关联探索时，神经表征发生显著重组，并在随后的学习中重新塑造。研究发现，在学习前一天功能连接更强（噪声相关性更高）的神经元，第二天展现出更相似的神经编码模式，这表明局部网络连接性对神经编码的演变具有约束与指导作用。

该研究揭示了灵长类后顶叶皮层（PPC）的新功能角色——在长期联想学习中监测试次结果。这一发现拓展了传统以“前额叶—纹状体多巴胺通路”为核心的学习网络的认识，并首次从在体跨天尺度提供了灵长类大脑中支持 Hebbian 学习理论的证据。研究提出了一个可能普适的学习原则：局部网络结构对神经编码随学习阶段的演化施加限制并塑造其方向，为理解经验驱动的神经可塑性提供了新的视角。

本课题由周阳课题组与北大生科院唐世明课题组合作完成，刘子昂为该论文的第一作者，周阳为通讯作者。本研究获得科技创新2030---脑与类脑研究重大项目（2021ZD0203800）、基金委海外优青与面上项目的支持。

2025-12-08