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基本信息：

Title:Cerebellar-cortical beta oscillations emerge as a predictive signal facilitating the stability of behavioral performance

發(fā)表時間：2025.12.16

Journal:Current Biology

影響因子：7.5

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研究背景

當(dāng)我們置身于一個新的環(huán)境中（例如駕駛一輛剎車靈敏度未知的汽車），最初的操作往往充滿試探與誤差。但很快，我們的大腦就能捕捉環(huán)境規(guī)律，讓行為變得穩(wěn)定而精準(zhǔn)。這背后，大腦究竟是如何從“不確定”的試探過渡到“確定”的穩(wěn)定狀態(tài)？

過往研究多聚焦于大腦如何處理“誤差”（Prediction Errors），卻往往忽視了大腦如何在動作發(fā)生前就構(gòu)建“預(yù)測”（Predictions）以維持穩(wěn)定性 。特別是作為神經(jīng)通訊重要載體的 Beta 振蕩 (13-30 Hz)，其在動作準(zhǔn)備階段的時空動態(tài)及其在環(huán)境適應(yīng)中的具體預(yù)測機(jī)制，一直未被完全揭示 。

核心發(fā)現(xiàn)與啟示

近日，巴黎腦研究所（Paris Brain Institute）的 Martina Bracco 團(tuán)隊(duì)在 Current Biology 發(fā)表題為 Cerebellar-cortical beta oscillations emerge as a predictive signal facilitating the stability of behavioral performance 的研究，利用腦磁圖（MEG）技術(shù)，揭示了小腦-皮層網(wǎng)絡(luò)中的 Beta 振蕩作為一種內(nèi)源性預(yù)測信號，在行為穩(wěn)定化過程中的關(guān)鍵作用 。

1. Beta 振蕩隨穩(wěn)定性增強(qiáng)：研究發(fā)現(xiàn)，隨著環(huán)境特征被習(xí)得、行為表現(xiàn)趨于穩(wěn)定，動作開始前約 2 秒的 Beta 振蕩功率會顯著增強(qiáng) 。這表明 Beta 振蕩不僅僅是運(yùn)動指令的反映，更代表了一種基于過往經(jīng)驗(yàn)的“預(yù)測置信度” 。
2. 小腦與前額葉的動態(tài)“對話”：通過有效連接分析，研究者發(fā)現(xiàn)了一個包含小腦后部、頂葉和前額葉（PFC）的網(wǎng)絡(luò) 。有趣的是，在動作準(zhǔn)備的早期，小腦主導(dǎo)了對前額葉的驅(qū)動（提供基于感官后果的預(yù)測）；而臨近動作發(fā)生時，信息流發(fā)生反轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)由前額葉對小腦進(jìn)行自上而下的微調(diào) 。
3. 單次試驗(yàn)的預(yù)測價值：利用單試次分析（Single-trial analysis），研究證實(shí)動作前的 Beta 爆發(fā)（Beta bursts） 能夠根據(jù)過去的誤差，有效預(yù)測下一個試次的表現(xiàn)提升幅度 。

該研究不僅闡明了 Beta 振蕩在動作準(zhǔn)備階段的“預(yù)測性”本質(zhì)，更打破了小腦僅作為“誤差修正器”的傳統(tǒng)刻板印象，凸顯了小腦在認(rèn)知預(yù)測和行為穩(wěn)定化中的前饋控制作用 。這為我們理解大腦如何通過神經(jīng)振蕩整合過往經(jīng)驗(yàn)、適應(yīng)動態(tài)環(huán)境提供了全新的視角。

核心圖片

Figure 1. Behavioral results

Figure 2. Averaged pre-movement beta synchronization results

Figure 3. Effective connectivity results

Figure 4. Predictive model results

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分享人：天天

審核：PsyBrain 腦心前沿編輯部