Proqnozlaşdırma səhvlərini (2010) mükafatlandırmaq üçün unikal bir cavan cavabı

Adolesan uşaqlar və yetkinlər ilə müqayisədə riskli seçim və tədbirlərin artması ilə xarakterizə olunan psixoloji inkişafda unikal bir dövrdir. Bu, prefrontal kortekslə müqayisədə limbik təsir və mükafat sistemlərinin nisbətən erkən funksional inkişafını əks etdirə bilər¹, belə ki, ergenlər hər iki uşaqdan (mükafatlara tam həssas olmadıqları) və böyüklərdən (mükafatlara həssas, lakin mükafatla idarə olunan çağırışlara nəzarət etmək qabiliyyətinə malik olan) daha pis qərarlar qəbul edirlər və riskli seçimləri daha tez-tez edirlər.

Davranış qərarları nəzəriyyələrinə görə seçimlər hər bir potensial seçimə (qərar dəyərinə) təyin edilmiş dəyərlə idarə olunur,². Qərar dəyəri medial prefrontal korteksdə dəyər təmsilçiliyi üçün ümumi bir yol kimi xidmət edən bir sistem tərəfindən hesablanır^3,4. Bununla birlikdə, dəyişən və ya səs-küylü bir dünyada adaptativ davranmaq üçün bu dəyərlər təcrübə əsasında yenilənməlidir. Ödəmə proqnozu səhv siqnalları bir hərəkətin gözlənilən dəyəri ilə hərəkətin faktiki nəticəsi arasındakı fərqi əks etdirir⁵və mezolimbik dopamin sistemində fasik fəaliyyətlə kodlanır⁶. FMİİ-də onlar ümumiyyətlə ventral striatumda müşahidə olunur, məsələn, dopaminergik çıxışı əks etdirir (məsələn, ⁷). Uşaqlarda və ya ergenlerde proqnozlaşdırma səhv siqnallarının təbiəti məlum deyil. Yeniyetmələr mükafatlandırmaq üçün həddindən artıq həssas striatal cavab ala bilərlər⁸baxmayaraq ki, bu qənaət bir qədər ziddiyyət təşkil edir^9,10. Adolesanlığın ya qərar dəyərində, ya da proqnozlaşdırma səhv siqnallarında qeyri-adi dəyişikliklərlə əlaqəli olub-olmadığını araşdırdıq, ehtimal olunan bir öyrənmə paradiqmasını¹¹ (Əncir 1; görmək Əlavə üsullar onlayn). Sadə öyrənmə modelindən istifadə edərək öyrənmə zamanı hər bir sınaqda həm qərar dəyərini, həm də proqnozlaşdırma səhv siqnallarını qiymətləndirdik⁵. Parametrik fMRI analizlərindən istifadə edərək cavabını bu siqnallara uyğun modulyasiya edilmiş beyin bölgələrini təsbit etdik və bu cavabı uşaqlıqdan yetkinlik yaşına qədər necə dəyişdiyini araşdırdıq. Yaşa uyğun olaraq, həm xətti təsirləri (ümumi inkişafı və ya inkişaf meyllərini əks etdirən), həm də kvadratik təsiri (ergenliklə əlaqəli təsirləri əks etdirən) araşdırdıq. Bu iş, qərarların qəbul edilməsinin bu sub-komponentlərinin inkişafı üzrə ilk araşdırmasını təşkil edir.

Şəkil 1

Eksperimental dizayn. 45 sağlam iştirakçıları (18-8, 12-16 yaşlı 14 uşaqlar, 19-11 yaşlı 25, 30-XNUMX yaşlı XNUMX yetkinləri) fMRI əldə edərkən ehtimal olunan bir öyrənmə tapşırıqını yerinə yetirdilər. Yazılı razılıq əldə edildi. İştirakçılar ...

Davranışlı olaraq, bütün iştirakçılar, gözlənilən stimullar üçün təlimlə daha dəqiq və daha sürətli oldu, lakin təsadüfi stimullar üçün deyil (qarşılıqlı F (5,210) = 9.85, PDəqiqlik üçün <0.0001 və F (5,210) = 6.60, PCavab müddətləri üçün <0.0001; Əlavə Cədvəl 1 və Əncir 1 onlayn). Xatırladaq ki, reaksiya müddətləri üçün x xarakterli bir mükafat (F (2,42) = 5.03, P = 0.01). Post-hoc testlər göstərir ki, kiçiklər kiçik tövsiyələrlə (t (15) = 3.24) müqayisədə böyük mükafatlarla əlaqəli stimullara daha tez cavab verəcək yeganə yaş qrupu olub, P = 0.006; uşaqlar üçün t (17) = -0.32, P = 0.75 və böyüklər üçün t (10) = 1.90, P = 0.09).

Stimulus və geribildirim üçün neytral cavabların ayrı-ayrı qiymətləndirilməsinə imkan verən fMRI məlumatlarını modelləşdirdikƏlavə üsullar və Əncir 2 onlayn; stimulları izləmək və cavablar barədə geribildirim almaq üçün bütün beyin əsas təsirləri üçün baxın Əlavə İncirlər. 3-4 və 2-3 masaları onlayn). Model əsaslı qərar siqnalları ilə neyron korrelyasiyaların (qərar dəyəri və proqnozlaşdırma xətası) yaşla bağlı olduğunu araşdırdıq.

Şəkil 2

MRI nəticələri. (a) z> 2.3 səviyyəsində bütün beyin səviyyəsində düzəliş edərkən yaşla korrelyasiya göstərən bölgələr, P<0.05. Striatal və açısal girus bölgələri yaşla mənfi əlaqədə idi²; Çünki ortalama yaş² çıxdı ...

Geribildirimdə müsbət proqnozlaşdırma səhnəsində kvadratik meylləri təhlil etdik və digər yaş qrupları - striatum və açısal girusla müqayisədə yeniyetmələrin həssas cavab göstərən iki bölgəni müəyyən etdik. Medial prefrontal korteksdə bir sahə yaşın mənfi xətti təsirini stimul qərar dəyərinə göstərdi, belə ki, gənc iştirakçıların daha yaşlı iştirakçılarla müqayisədə bu bölgədə daha güclü qərar dəyər siqnalları var idi; bu region böyüklərdəki əvvəlki işlərdə məqsədyönlü stimul dəyəri ilə güclü şəkildə əlaqələndirilmişdir (Şəkil 2a)¹². Beləliklə, ergenlikdə öngörülemeyen müsbət rəylərə cavab olaraq, stimullaşdırma dəyərinə həssaslıq yaşla azalmışdır (yaş arasındakı sahələr və faizlərin yuxarıdakı hər birinin üçün [ROI]), bax Əlavə Şəkil 5 onlayn).

Qərar dəyərinin modeldəki səhvlərə əsaslanan öyrənmə yolu ilə inkişaf etdiyini nəzərə alsaq, qərar dəyərinin proqnoz səhvindən fərqli yaşla əlaqəli bir trayektoriya göstərməsi təəccüblü idi. Bununla birlikdə, tapşırığın quruluşu səbəbiylə seçimin möhkəmləndirmə öyrənilməsindən kənar digər amillər (məsələn, açıq yaddaş) tərəfindən idarə olunduğu mümkündür. Nəticələri aydınlaşdırmaq üçün qərar dəyərini hər bir stimul üçün optimal cavabın seçildiyi əvvəlki sınaqların nisbəti kimi daha inteqrativ bir şəkildə hesablayan ikinci bir model işləddik (Lin, Adolphs & Rangel, yayımlanmamış; Əlavə üsullar onlayn). Bu modeldən proqnozlaşdırma səhvlərini təhlil etdik və onların ilkin analizlərimizin nəticələrini əks etdirdiklərini, striatum və parietal korteks bölgələrini göstərərək, ventral yanal prefrontal bölgələrlə yanaşı, erkən yaşlarda proqnozlaşdırma səhvinə nöral cavab verdiklərini tapdıq. Bu modeldən qərarın dəyərinin təhlili yanal parietal korteks və striatum daxil olmaqla, bir sıra regionlarda yaş və sinir aktivliyi arasında doğrusal və qeyri-xətti əlaqələri göstərmişdir (Əlavə Şəkil 6 və Cədvəl 5 onlayn). Kəşfiyyat (qeyri-müstəqil) ROI təhlilləri bu modeldə qərar dəyərinə neytral cavabın uşaqlıq və yeniyetmələr arasında artım göstərdiyini göstərdi, lakin daha sonra yetkinlik və yetkinlik arasında asimptot (Əlavə Şəkil 7 onlayn). Bu nəticələr, ergenlikdə pik proqnozlaşdırılması səhv cavabının fərqli modellərə möhkəm olduğunu göstərdi, halbuki yaşa bağlı dəyişikliklər qərar parametrlərində dəyişikliklərin model xüsusiyyətlərinə həssas olduğunu göstərdi.

Əvvəlki işə əsaslanaraq, ventral striatumun gözlənilməz müsbət rəylərə qarşı davamlı həssas olduğunu göstərən, modelin əsasında mükəmməl proqnozlaşdırma səhv siqnallarında (məsələn,⁷), hər bir yaş qrupu üçün fərdi anatomik ROI-da ikili caudate, putamen və nucleus accumbens, orijinal reinforcing öyrənmə modelini istifadə edərək, ayrı-ayrılıqda fərdi şəkildə proqnozlaşdırma səhvlərinə aid cavabların lokallaşdırılmasını araşdırdıqŞəkil 2b). Striatal bölgələr, müsbət bəhs edən səhv ilə əlaqədar əhəmiyyətli dərəcədə ergenlər və yetkinlər üçün üst-üstə düşmür. Bu çalışmada yetişkinlər, ventral striatal bölgədə fəaliyyət göstərənlər yetkinlərdə proqnozlaşdırma səhvini araşdıraraq tədqiqatlarda davamlı olaraq görülsələr də, ergenlər daha dorsal bölgədə fəaliyyət göstərmişlər. Uşaqlar striatumda müsbət proqnozlaşdırma səhvi ilə bağlı fəaliyyət göstərmirdi.

Bizim nəticələrimiz, ergenlik dövründə artan mükafatla əlaqəli neyron fəaliyyətin əvvəlki nəticələrini genişləndirir⁸ qiymətləndirmə siqnalları ilə müqayisədə bu tapıntıın proqnozlaşdırma səhnəsinə xüsusi olduğunu göstərməklə. Proqnozlaşdırma səhvində cavabdehliyin inkişafı fasik dopamin siqnallarında fərqlilikləri əks etdirir¹³. Düzgün olarsa, bu, adətən ergenlerde müşahidə edilən riskli mükafat axtaran davranış üçün birbaşa izahat verir. Adolesan yaşda artan riskli davranışlar, potensial mənfi nəticələrə ya da potensial müsbət nəticələrə artan həssaslığa ya da azalmış həssaslığı əks etdirir. Bizim məlumatların sonuncu ilə uyğun olduğuna inanırıq: yəni proqnozlaşdırma səhv siqnallarının artması (daha çox fasik dopamin siqnallarını əks etdirir) müsbət nəticələrin daha çox təsirini əks etdirir¹⁴, bu da müsbət nəticələr əldə etmək üçün artan motivasiyaya səbəb olmağı təklif edir (və beləliklə də daha çox risk alaraq). Beləliklə, ergenlikdə effektiv bir dopaminergik proqnozlaşdırma səhv reaksiyası mükafat axtarışında artma ilə nəticələnə bilər, xüsusilə də immatür bir bilişsel nəzarət sistemi ilə birləşdiğinde¹.

Mövcud nəticələr, əvvəlki tədqiqatların yaşın mükafat emal prosesinə uyğunsuzluğunun səbəblərini aydınlaşdırdı. Birincisi, bütün tədqiqatlar, həm uşaqlar, həm də yetkinlər üçün ergenləri müqayisə etmədi, yəni yaşla qeyri-xətti əlaqələrin mümkünlüyü qeyd olunmayıb. Bundan əlavə, "yeniyetmənin" tərifi tədqiqatlarda ardıcıl olmadı. İkincisi, burada istifadə edilən ehtimal olunan öyrənmə tapşırığının riskli qərar vermə problemi olmadığı, mükafat və risk alma ədəbiyyatında istifadə edilən digər vəzifələrdən fərqli olduğunu qeyd etmək vacibdir. Üçüncüsü, nəticələrimiz, mükafat emalında inkişaf dəyişikliklərinin düzgün bir şəkildə başa düşülməsinin fərdi sınaq komponentlərinin (stimul, seçki və geribildirim) ayrılması ilə yanaşı model bazlı yanaşmaların tətbiq edilməsini tələb edir.

Adolesanlığın psixoloji inkişafda unikal bir dövr olduğunu və bu dövrdə baş verən riskli, mükafat axtaran davranışların təsadüfən ölümü və narkotik asılılığının başlanğıcı da daxil olmaqla, əhəmiyyətli morbidite və ölüm hallarına gətirib çıxara biləcəyi daha çox başa düşülür. Beləliklə, adolesanların qərar qəbul etməsinin neyro əsaslarını anlamaq kritik bir problemdir. Bu iş, ergenlərin mükafatlandırılmasına yönəlmiş bir iştirakçının, bu əhəmiyyətli dövrün gələcək inkişafı üçün yeni bir hədəf təmin edən inkişaf etmiş proqnozlaşdırma səhv siqnallarının olması ola bilər.