长久以来，人类杏仁核在处理情绪面孔中的作用一直备受争议。究其根本，在于面对负面与中性刺激的对比研究时，有关杏仁核激活与否的研究结论并不一致。近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院的贾天野研究员、冯建峰教授和剑桥大学的Trevor Robbins教授研究团队合作在《Science Bulletin》上发表了题为“Distinct neural networks of emotional valence and uncertainty in the human amygdala underlying different mental disorders”的研究论文，对此现象提出了一种新的解释。
研究团队借助大规模人群队列神经影像数据库，并采用新开发的数学方法——DeCoP，成功识别出两条以杏仁核为中心、分别主导情绪评估和不确定性加工的神经环路。这一重要的研究成果为杏仁核在情绪处理中的作用提供了长期缺失的实证支持，并加深了我们对情绪处理潜在神经行为机制的理解，这对于探索各种精神疾病的病理机制具有重要意义。
处理面部表情中的情绪信息是人类社交沟通的基础，而杏仁核作为情绪处理的中枢，在人类中甚至进化出了专门的神经元来解读面部表情。然而，尽管杏仁核在情绪处理中的重要性显而易见，大量神经影像学研究却未能证实其在区分情绪面孔中的作用。特别是当负面情绪面孔与中性面孔对比时，杏仁核激活的缺失——这一现象甚至在两项近期的大规模荟萃分析中被报道——让其在情绪处理中的作用受到质疑，并改变了许多神经科学家的看法。十多年来，关于人类杏仁核是否真正处理情绪信息，始终是神经科学中未解的谜团之一
“这一问题在动物研究中从未被质疑，”本研究的通讯作者之一贾天野研究员解释道，“但在人类研究中，越来越多的神经科学家开始认为，人类杏仁核可能不再处理情绪，而是对面部不同的表情特征做出反应。”多年来，人类杏仁核在情绪刺激下“沉默”的现象令研究者感到困惑。然而，贾天野和他的团队成功破解了这一难题。贾天野研究员表示“我们最近意识到，这种表面上的‘非激活’可能是由多种潜在的过程同时被触发并相互干扰造成的。我们开发了一种数学方法，可以解码这些过程，并有效地‘重新发现’杏仁核在情绪处理中的作用，”。
通过创新的正交解码多认知过程方法（orthogonal-Decoding multi-Cognitive Processes, DeCoP），研究团队在杏仁核中识别出了两种独特的潜在过程——情绪评估和不确定性处理。值得注意的是，这些发现与最近人类杏仁核的单神经元记录研究结果相呼应，后者揭示了两类专门的神经元群体：一种编码面部情绪的强弱程度，另一种评估情绪面孔的类别模糊性。“这些结果不仅恢复了杏仁核在情绪处理中的地位，还为理解其潜在的神经机制提供了新视角，这些机制是社会沟通和情绪的基础，”贾天野总结道。match
基于IMAGEN研究中的2000名青少年数据，研究者揭示了两条以杏仁核为中心的独特神经环路在面部情绪处理中发挥着重要作用。应用正交解码方法，研究团队分离出了两种独立的神经表征：一种响应情绪评估，另一种响应情绪唤醒或不确定性。这些发现揭示了长期以来的难题——杏仁核在负面和中性面孔对比中未表现出预期激活的原因。研究表明，杏仁核内部情绪评估（与负面情绪相关）与情绪不确定性（与中性面孔相关）的共存为这一现象提供了解释。
进一步研究还锁定了杏仁核的两个子区域——中央杏仁核（CeA）和外侧基地杏仁核（BLA）——分别作为情绪评估和情绪不确定性处理的核心区域。此外，功能连接分析揭示了两条对应的特定神经环路：一个以左侧CeA为核心的情绪评估加工环路，另一个以右侧BLA为核心的情绪不确定性加工环路。这些加工环路对多维度精神健康的影响也通过外部临床数据集得到了验证。这项开创性的研究不仅“重新确立“了杏仁核在情绪处理中长期饱受争议的地位，还深化了对社交和情绪相关潜在神经行为机制的理解，为精神疾病的研究提供了重要的科学依据。
从复杂的人脑信号中解码潜在的认知加工过程一直是神经科学领域中的一大挑战。贾天野研究员及其团队开发了一种创新方法——正交解码多认知过程（DeCoP），成功应对此问题。这一方法通过一组正交基解码任务特定的认知过程，不仅可以提供信号的无偏估计，并实现了对信号的功能独立性的有效统计推断。
在此前的研究中，该团队通过严谨的理论推导和模拟证明了正交分解原理推导信号独立性的可行性。此外，DeCoP成功地将脑全对奖惩期待的反应分解为两个功能独立但空间重叠的认知加工过程：即评估（聚焦于价值）和准备（聚焦于显著性）。
在最新的研究中，该团队将DeCoP应用于情绪面孔任务，并进一步扩展该方法用于解码特定认知加工过程的神经环路。这使他们得以解决诸如杏仁核中“非激活”这一矛盾现象，并揭示了其潜在的神经机制。研究强调了DeCoP作为推动认知任务范式设计和潜在神经认知加工过程假设检验的强大工具的潜力。
复旦大学计算神经科学与类脑智能教育部重点实验室博士后项诗童为本研究的第一作者。复旦大学计算神经科学与类脑智能教育部重点实验室贾天野研究员、冯建峰教授和剑桥大学的Trevor Robbins教授为本研究的共同通讯作者。
