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Method Article
Mit Hilfe von funktioneller MRT und verhaltenstherapeutischen Methoden, um die neuronale Repräsentation der subjektiven Wert der riskanten und mehrdeutig Optionen im menschlichen Gehirn zu bestimmen.
Die meisten Entscheidungen, die wir treffen müssen ungewissen Folgen. In einigen Fällen sind die Wahrscheinlichkeiten für verschiedene mögliche Ergebnisse genau bekannt sind, ein Zustand als "riskant". In anderen Fällen, wenn Wahrscheinlichkeiten nicht abgeschätzt werden kann, ist dies ein Zustand als "mehrdeutig" beschrieben. Während die meisten Menschen abgeneigt Risiko-und Mehrdeutigkeit 1,2 sind, variieren das Ausmaß dieser Aversionen im Wesentlichen über Einzelpersonen, so dass der subjektive Wert des gleichen riskanten oder mehrdeutige Option kann sehr unterschiedlich sein für verschiedene Individuen. Wir kombinieren funktionellen MRT (fMRT) mit einer experimentellen Ökonomie-basierte Methode 3, um die neuronale Repräsentation der subjektiven Werte von riskanten und mehrdeutig Optionen 4 bewerten. Diese Technik kann nun verwendet werden, um diese neuronale Repräsentationen in unterschiedlichen Populationen, wie unterschiedliche Altersgruppen und unterschiedlichen Patientengruppen zu untersuchen.
In unserem Experiment machen Themen Folgeschäden Entscheidungen bVergleicht man zwei Alternativen, während ihre neuronale Aktivierung verfolgt wird mittels fMRT. Auf jeder Prüfungsteilnehmer wählen zwischen Lotterien, die in ihren Geldbetrag und entweder in der Wahrscheinlichkeit des Gewinnens diesen Betrag oder der Mehrdeutigkeit Ebene mit Gewinnen verbunden variieren. Unsere parametrische Konstruktion ermöglicht es uns, auf die individuellen Wahlverhalten nutzen, um ihre Einstellung gegenüber Risiko und Ambiguität zu schätzen, und so die subjektiven Werte, dass jede Option für sie bereithielt schätzen. Ein weiteres wichtiges Merkmal des Entwurfs ist, dass der Ausgang des ausgewählten Lotterie nicht während des Versuchs zeigte, so dass kein Lernen stattfinden kann und somit die mehrdeutigen Optionen bleiben mehrdeutig und Risikoeinstellung sind stabil. Statt am Ende der Scan-Sitzung ein oder wenige Studien werden nach dem Zufallsprinzip ausgewählt und spielte für echtes Geld. Da die Motive nicht im Voraus wissen, welche Studien ausgewählt werden, müssen sie jeden Versuch, als ob sie zu behandeln und sie allein war das ein Versuch, bei dem sie bezahlt werden. Dieses Design ensorgt dafür, dass wir die wahre subjektive Wert jeder Option zu jedem Thema abschätzen können. Wir haben dann für die Bereiche im Gehirn, dessen Aktivierung ist mit dem subjektiven Wert der riskanten Optionen und für Bereiche, deren Aktivierung mit dem subjektiven Wert von mehrdeutigen Möglichkeiten korreliert aussehen.
Ein. Vorbereitung des Experiments
2. Vorbereiten des Subject
3. Scannen
4. Verfahren bei Zahlung
Zum Beispiel, wenn die gewählte Studie präsentiert die Lotterie in Abbildung 2 (eine zweideutige Lotterie, mit $ 18, wenn ein roter Chip gezogen wird) und das Thema wählte diese Lotterie (eher als die Referenz Lotterie) dargestellt, dann das Thema sollte zeichnen ein Chip aus der physischen bag entsprechend der Lotterie Bild. Wenn ein roter Chip gezogen Gegenstand erhalten $ 18, wenn ein Blue-Chip-gezeichnet werden sie nichts empfangen.
5. Die Analyse der Verhaltensdaten
Wo Pv die Wahrscheinlichkeit, dass die Person die variable Lotterie gewählt ist, sind SV und SV F V die subjektiven Werte der fixen und variablen Möglichkeiten sind, und γ ist die Steigung der logistischen Funktion, welche eine Subjekt-spezifischer Parameter ist. Ein alternativer Ansatz besteht darin, eine Probit Verteilung verwenden.
Wobei p die Wahrscheinlichkeit objektivenFähigkeit (per Definition 0,5 für diese Klasse von mehrdeutigen Lotterien), A die Mehrdeutigkeit Ebene (der Anteil der totalen Wahrscheinlichkeit, die unbekannt ist, 0 für riskante Lotterien) ist, V die Menge und α und βare fachspezifische Risiko und Ambiguität Haltung Parameter sind. Eines von mehreren alternativen Ansätze zu einer Unklarheit einer exponentiellen Wirkung 8 gehören:
Montage der Wahl von Daten mit der Wahl-Funktion bietet somit Schätzungen für das Risiko Haltung (α) und Mehrdeutigkeit Haltung (β) für jedes Thema.
6. Die Analyse der Neural Data
7. Repräsentative Ergebnisse
Verhalten
Abbildung 4 zeigt die Verhaltensdaten von drei repräsentativen Themen. Jedes Panel stellt die Wahl von Daten und Modellanpassung für ein Thema entweder unter Risiko (links) oder Mehrdeutigkeit (rechts). Die Diagramme zeigen den Anteil der Versuche, bei denen das Subjekt wählte das variable Lotterie als eine Funktion der Menge, separat für jede Ebene der ProblemeFähigkeit oder Mehrdeutigkeit. Wie man sehen kann, kann Themen sind sehr unterschiedlich in ihrer Haltung gegenüber Risiko und Ambiguität.
Um die Güte der Anpassung zu untersuchen, überprüfen Sie die r 2, die im Idealfall über 0,5 sein sollte, und auch kontrolliert werden, die Kurven visuell. Während alle unsere drei beispielsweise Probanden hatten rechtmäßiges Verhalten, die vernünftig passt aktiviert ist, beachten Sie, dass vorbehaltlich 2 kaum wählte die variable Option in der Gefahr Zustand mit der geringsten Wahrscheinlichkeit (0,13). Dies deutet darauf hin, dass die Erweiterung der Palette von Mengen und / oder mit höheren Wahrscheinlichkeiten bessere Ergebnisse liefern, weil sie dafür sorgen wird, dass die Fächer wählen, die variable Optionen auf zumindest einige der Versuche. Eine weitere Möglichkeit ist Pre-Test jedes Thema auf einer breiten Palette von Beträgen und wählen Sie jene Beträge, die eine vergleichbare Anzahl von Referenz-und variable Option Wahlmöglichkeiten für jeden einzelnen zu gewährleisten.
fMRI
Abbildung 5 zeigt die Imaging-Ergebnisse in einer repräsentativenThema. Hervorgehoben Voxel sind diejenigen, in denen der Koeffizient der subjektiven Wert Prädiktor unter Mehrdeutigkeit (oben) oder Risiko (unten) war signifikant von 0 verschieden. In diesem typischen unterliegen, wurde eine signifikante Korrelation in medialen präfrontalen Kortex (MPFC) und dem Striatum unter beiden Bedingungen gefunden. Diese Bereiche sind die meisten konsistent Themen, aber signifikante Korrelationen kann auch in Bereichen, in mediale und laterale Parietalkortex sowie der Amygdala erwarten. Als Aktivität in dieser Art von Aufgaben ist in der Regel schwach und verrauscht sollten Sie erwarten hohe Variabilität fächerübergreifend mit vielen Themen, die signifikante Korrelationen nur in einer Untergruppe von Bereichen.
Abbildung 1. Risky und mehrdeutige Reize. A) In riskante Reize die roten und blauen Bereiche jedes Bild auf dem Bildschirm sind proportional zu der Anzahl der roten und blauen Chips in den Umschlag. Drei Ergebnisse Wahrscheinlichkeiten were verwendet hier: 0,13, 0,25 und 0,38. B) In mehrdeutigen Reizen der zentrale Teil des Bildes wird mit einer grauen Okkluder verdeckt. Im Graubereich die Anzahl von Chips für jede Farbe unbekannt ist, und damit die Wahrscheinlichkeit des Zeichnens eines Chip einer bestimmten Farbe ist nicht genau bekannt. Drei Ebenen der Mehrdeutigkeit werden hier eingesetzt, wo 25, 50 oder 75% des Bildes verdeckt werden.
Abbildung 2. Ein Gewinnspiel Beispiel. Dies ist eine zweideutige Lotterie, bei einem 50% Ambiguität Ebene. Mindestens 25 der Chips in der Hülle sind rote und mindestens 25 sind blau. Wenn ein roter Chip gezogen Gegenstand gewinnt $ 18, während sie nichts gewinnen, wenn ein Blue Chip gezogen wird.
Abbildung 3. Die Studie Struktur. Ein Gewinnspiel wird kurz vorgestellt, gefolgt von einer Verzögerungszeit. Eine Antwort Cue fordert dann Themen die zeigen,ir Wahl zwischen der Lotterie auf dem Bildschirm und der Referenz Lotterie (in diesem Fall eine 50% ige Chance zu gewinnen $ 5). Trials mit langen Ruhepausen verschachtelt.
Abbildung 4. Beispiele einzigen Thema Wahlverhalten. Die Diagramme präsentieren den Anteil der Studien, in denen jedes Thema wählte die variable Option über der Referenz, als eine Funktion der angebotenen Menge, in riskante (links) und mehrdeutig (rechts) Studien. Verschiedene Kurven sind für verschiedene Risiko-oder Mehrdeutigkeit Ebenen. α-, Risiko-Haltung Parameter; β, Mehrdeutigkeit Haltung Parameter; r 2, McFadden Pseudo R-Quadrat, ein Maß für die Güte der Anpassung des Verhaltens-Modell, das entspricht dem Anteil der Varianz, die durch das Modell erklärt wird; n, die Anzahl von Studien, in denen Reaktion wurde (von insgesamt 180).
Abbildung 5. Beispiel für Ein-Fach-Aktivierung Karten. Activation Karten werden auf einem hochauflösenden anatomischen Bild vorgestellt. Markierten Bereiche sind solche, deren Aktivierung war signifikant mit subjektiven Wert unter Risiko (oben) oder unter Mehrdeutigkeit (unten) korreliert. In den meisten Fächern die medialen präfrontalen Kortex (MPFC) und das Striatum stellen subjektiven Wert sowohl unter Risiko-und Mehrdeutigkeit. Korrigierte p-Werte werden auf ein Minimum Cluster-Größe von 6 funktionellen Voxeln basiert. Klicken Sie hier für eine größere Abbildung zu sehen .
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Wir haben eine Methode aus der experimentellen Ökonomik verwendet, um Subjekte Verhalten charakterisieren und schätzen individuelle Einstellung gegenüber Risiko und Ambiguität. Wir haben dann verwendet diese Schätzungen zu neuronalen Daten zu analysieren.
Andere Methoden zur Untersuchung von fMRI-Aktivität während Personen Entscheidungen treffen unter Risiko und Ambiguität haben, bevor 8,12 verwendet. Unser Ansatz ist jedoch vereint mehrere wichtige Funktionen. Zuerst, ver...
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Keine Interessenskonflikte erklärt.
Wir danken Aldo Rustichini für fruchtbare Diskussionen und Kommentare zum Design.
Gefördert durch NIA grant R01-AG033406 IL und PWG.
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