決策信心的加工與效用的認知神經(jīng)機制

發(fā)布時間：2017-07-04 09:12

本文關(guān)鍵詞：決策信心的加工與效用的認知神經(jīng)機制

【摘要】：決策信心(Decision Confidence)是決策或判斷時,個體對其正確性或最優(yōu)性的主觀把握程度(Peterson Pitz,1988)。決策信心作為涉及“元認知”與“意識注意”的高級認知加工(S.M.Fleming Dolan,2012;S.M.Fleming,Huijgen, Dolan,2012；S.M.Fleming,Weil, Nagy,Dolan, Rees,2010),一方面,它是客觀現(xiàn)實與主觀信念的聯(lián)結(jié)紐帶,使得同一情境下不同個體的信念轉(zhuǎn)化為不同的決策行為。因此,決策信心可能是個體決策過程中最基本的一個成分(Kepecs Uchida,Zariwala, Mainen,2008;Kiani Shadlen,2009);另一方面,它能夠影響個體決策后的一系列認知功能：后續(xù)決策的改進,經(jīng)驗學(xué)習(xí)的獲得以及最優(yōu)性的證明等。因此,決策信心又是個體決策過程中認知與情緒的連接橋梁,對于決策加工的調(diào)節(jié)與改進有關(guān)鍵作用(Efklides,2008；Kepecs et al.,2008;Fontana Fernandes,2011;T.Miller, 2013)。因此,深入探討決策信心的加工與效用不僅有很高的理論價值,也有重要的實踐意義�，F(xiàn)實生活中,動物依賴周圍信息判斷當(dāng)前刺激為潛在威脅或可能獲益時,必須評估決策的不確定性程度(Barthelme Mamassian,2010)；個體面臨股票漲高選擇繼續(xù)持有或拋出盈利時,也需要根據(jù)自己的主觀評估做出風(fēng)險或者保守的決策。這種決策信心的產(chǎn)生與加工比較復(fù)雜,可能涉及眾多腦區(qū)參與活動。日常學(xué)習(xí)中,報告信心評估水平有利于改善自我績效,增加自我動機和卷入度(Fontana Fernandes,2011；D.Kostons et al.,2008;Danny Kostons et al.,2010)；并且評估信心也可以提高元認知監(jiān)控準確性,改進對決策的性能預(yù)測(T.Miller,2013)。這種決策信心評估能夠提高個體決策過程的謹慎程度。但是目前關(guān)于決策信心的加工與效用的認知神經(jīng)機制研究還比較薄弱。首先,決策的客觀不確定性取決于概率和結(jié)果價值,而主觀決策信心不僅取決對客觀不確定性的判斷也依賴于對元認知的估計。在信息動態(tài)更新的決策過程中,主觀決策信心的神經(jīng)機制還不清楚,哪些腦區(qū)的活動能夠表征個體的主觀信心水平也不明確。其次,動物決策信心研究發(fā)現(xiàn),大鼠眶額葉(orbitofrontalcortex)能夠通過信心估計指導(dǎo)決策行為(Kepecs et al.,2008);獼猴外側(cè)頂內(nèi)溝皮層(lateral intraparietal cortex)加工信心并指導(dǎo)賭博決策(Kiani Shadlen,2009)。相比之下,人類決策信心的表征腦區(qū)還不明確,哪些腦區(qū)的活動能夠預(yù)測個體的決策行為也不清楚。最后,決策后賭博情景中,自動的決策信心加工可以調(diào)節(jié)賭博過程,促使個體做出最優(yōu)或正確的決策行為。但是,決策后信心評估情境中,控制的決策信心評估對知覺加工過程影響的認知與神經(jīng)機制還不清楚,哪些腦區(qū)的活動表征決策信心的調(diào)節(jié)效用也不明確。為此,本研究從決策信心加工與評估出發(fā),圍繞“單過程與決策后”與“自動與控制”,以行為研究和功能性核磁共振(function Magnetic Resonance Imaging, fMRI)角度,從以下兩個研究四個實驗,逐漸探討決策信心的加工與效用的認知神經(jīng)機制。研究一包括兩個實驗,采用fMRI技術(shù)探討決策信心評估與加工的神經(jīng)機制。實驗一為“決策前信心評估”,通過操縱客觀不確定性程度(獎賞概率分別為1/9,1/7,1/5,1/3和1),考察控制啟動決策信心評估的神經(jīng)機制。實驗任務(wù)為抽獎游戲。個體需要在信息動態(tài)更新的決策情境下依次評估獲得獎賞把握程度的主觀信心,做出決策并獲得反饋。(1)行為結(jié)果表明：個體的主觀信心水平會隨著獎賞客觀概率的增加而提高,呈顯著正相關(guān)(r=0.531,p0.001)。(2)fMRI結(jié)果表明：主觀信心的加工腦區(qū)主要包括額下回(Inferior Frontal Gyrus, BA9/13/45/47),額中回(Middle Frontal Gyrus, B46/6),內(nèi)側(cè)前額葉(Medial Frontal Gyrus, BA32/6/9),楔前葉/頂上小葉/頂下小葉(Precuneus/Superior parietal lobule/Inferior parietal lobule, BA7/40)等。更重要的是,在每種客觀不確定性條件下,個體額中回的激活強度與主觀信心水平都呈正相關(guān)(1/9:r=0.457, p=0.049; 1/7:r=0.408, p=0.083; 1/5:r=0.443, p=0.058; 1/3:r=0.476, p=0.04);而在客觀不確定性為1/9和1/7時,頂葉皮層的激活強度與主觀信心水平呈正相關(guān)(頂上小葉1/9:r=0.538, p=0.018; 1/7:r=0.492, p=0.033;頂下小葉1/9：r--0.467,p=0.044；1/7：r=0.428,p=0.068),表現(xiàn)為這些腦區(qū)的活動強度越大,個體主觀信心水平越高。因此,額中回和左側(cè)頂葉皮層可能是表征個體主觀信心水平的敏感腦區(qū)。實驗二為“決策后信心賭博”,通過操縱賭博決策條件(迫選與可選),考察自動啟動決策信心加工的神經(jīng)機制。實驗任務(wù)為賭博游戲。首先,個體判斷不規(guī)則圖形哪部分的面積更大。然后可選條件中,個體可以根據(jù)對知覺任務(wù)正確性的把握程度(決策信心水平)選擇是否接受賭博：信心較高則選擇賭博,信心較低則選擇放棄；而迫選條件中,無論個體決策信心水平如何,必須跟隨電腦選擇。(1)行為結(jié)果表明：相比于迫選賭博決策,可選的賭博決策正確率顯著提高；相比于迫選放棄決策,可選的放棄決策正確率顯著降低；并且,可選的賭博決策正確率顯著大于可選的放棄決策正確率。這說明可選的賭博決策是基于對知覺判斷進行有效的信心評估而做出的；同時說明自動啟動的決策信心加工對個體的賭博決策過程有積極的調(diào)節(jié)作用。此外,相比于迫選賭博決策,可選的賭博決策反應(yīng)時顯著延長；相比于迫選放棄決策,可選的放棄決策反應(yīng)時顯著延長。這說明自動啟動的決策信心加工需要對知覺判斷進行信心評估,個體需要更長的時間用以認知加工。(2)fMRI結(jié)果表明：決策信心的加工腦區(qū)主要包括扣帶回(Cingulate Gyrus, BA24/32),頂上小葉(Superior parietal lobule, BA7)和顳葉皮層(Temporal Gyrus, B A21/40/22);信心水平的加工腦區(qū)主要包括左側(cè)頂下小葉(Inferior parietal lobule, BA40),舌回(Lingual Gyrus, BA18)和楔葉(Cuneus, BA18)。更重要的是,全腦回歸分析與感興趣區(qū)分析均發(fā)現(xiàn),個體左側(cè)頂下小葉的激活強度與可選的決策放棄比率呈顯著正相關(guān),表現(xiàn)為該腦區(qū)的活動強度越大,個體的放棄決策率越高。這說明左側(cè)頂葉皮層可能是表征個體決策信心加工的敏感腦區(qū),并且其腦區(qū)活性能夠預(yù)測個體的決策行為。研究二包括兩個實驗,采用行為與fMRI技術(shù)探討決策信心效用的認知與神經(jīng)機制。實驗三為“決策后信心評估”,操縱兩種知覺決策任務(wù)(有信心評估；無信心評估),三種難度水平(難、中、易),考察控制啟動決策信心評估對不同難度知覺決策過程的影響。實驗任務(wù)為知覺判斷,采用被試內(nèi)實驗設(shè)計。首先,個體判斷不規(guī)則圖形哪部分的面積更大。然后在有信心評估條件下,個體需要對其答案正確程度進行從低到高的信心水平評估。結(jié)果表明：在三種難度等級的決策任務(wù)中,有信心評估的知覺決策反應(yīng)時都顯著長于無信心評估的；有信心評估的知覺決策正確率都明顯高于無信心評估的,并且在難度最高的決策任務(wù)中達到顯著性水平。這說明,控制啟動的決策信心評估對難度較大的知覺加工過程有積極的調(diào)節(jié)作用�；趯嶒炄�,實驗四進一步考察控制啟動決策信心評估對知覺決策影響的神經(jīng)機制。同樣操縱兩種決策任務(wù)(有信心評估；無信心評估),選取難度較大的感知任務(wù),采用混合實驗設(shè)計：信心評估順序為被試間,有、無信心評估為被試內(nèi)。同樣,在有信心評估條件下,個體需要在知覺決策后評估其信心水平；而無信心評估條件下,個體僅需跟隨電腦反應(yīng)。(1)行為結(jié)果表明：首先,被試間不存在知覺加工差異；信心評估順序?qū)χX決策沒有影響；并且個體沒有練習(xí)效應(yīng)。其次,有信心評估的知覺決策反應(yīng)時都顯著長于無信心評估的；有信心評估的知覺決策正確率都顯著高于無信心評估的。進一步說明控制啟動的決策信心評估能夠提高個體的決策準確性,對知覺加工過程有積極的促進作用。(2)fMRI結(jié)果表明：對比有信心評估與無信心評估的知覺決策過程發(fā)現(xiàn),左側(cè)后扣帶皮層(Posterior Cingulate cortex, BA30)顯著激活。這說明后扣帶皮層可能與決策信心對知覺決策過程的效用有關(guān)。更重要的是,全腦回歸分析發(fā)現(xiàn)左側(cè)后扣帶皮層的激活強度與知覺判斷正確率的提高值呈顯著正相關(guān),表現(xiàn)為該腦區(qū)的活動強度越大,個體的知覺決策正確率提高越多。這說明后扣帶皮層可能是表征決策信心對知覺決策加工效用的敏感腦區(qū)。最后,生理心理交互作用分析表明在有信心評估的決策任務(wù)中,后扣帶皮層與腦島的腦功能連接強度顯著增強�？傮w而言,本研究主要發(fā)現(xiàn)：(1)不管自動或控制,只要啟動決策信心進行加工或評估對賭博決策或知覺判斷過程都有一定程度的積極調(diào)節(jié)作用；同時,本研究自動與控制啟動的決策信心均占用個體的認知資源,屬于控制加工。(2)控制啟動的決策信心評估發(fā)現(xiàn),額中回和左側(cè)頂葉皮層的腦區(qū)活動可以表征個體的主觀信心水平,可能是主觀信心評估的敏感腦區(qū)；同時,自動啟動的決策信心加工發(fā)現(xiàn),左側(cè)頂下小葉腦區(qū)的活動能夠預(yù)測個體的決策行為,可能是決策信心表征的敏感腦區(qū)；另外,控制啟動的決策信心評估發(fā)現(xiàn),后扣帶皮層的腦區(qū)活動可以預(yù)測個體知覺決策的提高效能,可能是信心評估對決策加工效用的敏感腦區(qū)。因此,以上結(jié)果對于闡釋決策信心的認知加工機制,完善決策信心的心理模型具有一定的理論意義；對于掌握決策信心對當(dāng)前及后續(xù)決策過程的調(diào)節(jié)作用,做出更加科學(xué)與理性的決策行為也有一定的現(xiàn)實意義。同時,腦成像結(jié)果對于探討不同決策情景下,決策信心評估加工與改進效用的神經(jīng)機制,考察表征個體決策信心水平及信心評估效用的敏感腦區(qū)提供了初步的神經(jīng)基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：決策信心 決策 信心加工 信心效用 認知神經(jīng)機制
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：B842.1
【目錄】：