Samhengisbreytingar á nýjungum Verðlaunamiðlun í Striatum (2010)

Marc Guitart-Masip,^*,1,2 Nico Bunzeck,^*,1 Klaas E Stephan,^2,3 Raymond J Dolan,² og Emrah Düzel^1,4

Höfundarupplýsingar ► Höfundarréttur og Leyfisupplýsingar ►

Fara til:

Abstract

Hvernig gengur lífið dag frá degi? Er það í jafnvægi og allt eins og það á að vera? Er jafnvægi hvort sem litið er á veraldlega stöðu eða andlega? Lífið er eins og það er. Það er ekki alltaf sólskyn. Það koma reglulega lægðir með rok og rigningu. Við vitum að í heildar samhenginu er lægð hluti af vistkerfi að leita að jafnvægi. Stundum erum við stödd í miðju lægðarinnar. Þar er logn og gott veður, sama hvað gengur á þar sem stormurinn er mestur. Sama lögmál gildir varðandi þitt eigið líf. Ef þú ert í þinn miðju, þínum sannleik þá heldur þú alltaf jafnvægi átakalaust. Sama hvað gustar mikið frá þér þegar þú lætur til þín taka. Huldufólk hefur gefið okkur hugleiðslu sem hjálpar okkur að finna þessa miðju, finna kjarna okkar og sannleikann sem í honum býr. Þegar þú veist hver þú ert og hvers vegna þú ert hér, mun líf þitt vera í flæðandi jafnvægi. Hugleiðslan virkjar þekkinguna sem er í vitund jarðar og færir hana með lífsorkunni inn í líkama okkar. Þar skoðar hún hugsana og hegðunar munstrið og athugar hvort það myndar átakalausu flæðandi jafnvægi. Hinn möguleikinn er falskt jafnvægi sem hafa þarf fyrir að viðhalda með tilheyrandi striti, áhyggjum og ótta. Síðan leiðbeinir þessi þekking okkur að því jafnvægi sem er okkur eðlilegt. Við blómstrum átakalaust, líkt og planta sem vex átakalaut frá fræi í fullþroska plöntu sem ber ávöxt.

Basal ganglia ásamt dopaminergic afferents þeirra veita búnað til að fræðast um umbunargildi mismunandi atferlisvalkosta (Berridge og Robinson, 2003; Frank et al., 2004; Pessiglione o.fl., 2006). Í samræmi við þessa skoðun sýna fMRI rannsóknir að umbun og umbun fyrirspár benda til heilastarfsemi í striatum (td (Delgado o.fl., 2000; Knutson o.fl., 2000; O'Doherty o.fl., 2003; O'Doherty o.fl., 2004) og miðhjálp (Aron et al., 2004; Wittmann o.fl., 2005). Hins vegar bregst dópamínvirkjakerfið við miðhjálp líka við ekki ábatandi nýjunarörvun hjá öpum (Ljungberg o.fl., 1992) og menn (Bunzeck og Duzel, 2006; Wittmann o.fl., 2007). Út frá reikniviði hefur verið lagt til að nýjungin sjálf geti virkað sem hvatningarmerki sem eykur umbunarmyndun og hvetur til rannsóknar á óþekktum valkosti skáldsögu (Kakade og Dayan, 2002).

Þrátt fyrir að vinnsla nýjungar og umbun deili sameiginlegum taugakerfum er tauga undirlagið sem styður samspil nýjungar og umbunar ennþá illa skilið. Rannsóknir á dýrum sýna að nýjamerki hippocampal stjórna getu dópamín taugafrumna til að sýna sprungnavirkni. Í ljósi þess að skothríð er helsta dópamínvirka svörunarmynstrið sem umbreytist í umbun og hugsanlega öðrum áberandi atburðum, þá er góð ástæða til að gruna að merki um nýjungar á hippocampal hafi möguleika á að stjórna umbun vinnslu og frammistöðu á sölu (Lisman og Grace, 2005). Nýjungamerki Hippocampal eru flutt til VTA í gegnum undiráætlunina, ventral striatum og ventral pallidum þar sem þau valda því að hindrun á hljóðlausum dópamín taugafrumum hvetur til virkni tonic (Lisman og Grace, 2005; Grace og Bunney, 1983). Mikilvægt er að aðeins tonískt virkir en ekki hljóðlátir dópamín taugafrumur flytjast yfir í sprengihættu og sýna fasísk viðbrögð (Floresco et al., 2003). Þannig geta hippocampal nýjungar merki aukið fasísk dópamínmerki og auðveldað kóðun nýrra upplýsinga í langtímaminni.

Þrátt fyrir að nýlegar rannsóknir hafi sýnt að áreiti nýjungar eykur villu um fyrirspurn umbunarspár (Wittmann o.fl., 2008), þessi niðurstaða tekur ekki til lífeðlisfræðilegrar tilgátu um að samhengisnýting hafi aukin áhrif á síðari umbunarmerki (Lisman og Grace, 2005). Að prófa þetta krefst sjálfstæðrar notkunar á nýjungum og umbunum þannig að nýjungin (og þekkingin) starfi sem tímabundið útbreidd samhengi á undan umbun. Við könnuðum tjáningu stríðsbreytingar á verðlaunavinnslu í samhengi við nýjung með því að koma á framfæri skáldsöguörvun á undan kynningu vísbendinga sem spá um umbun. Ennfremur unnum við báða þættina (nýjung og umbun) sjálfstætt; þetta gerði okkur kleift að greina samsvarandi taugafrumvarp þeirra. Við kynntum einstaklingum eina af þremur mismunandi brotamyndum sem vísuðu til verðlauna afhendingar með tilteknum líkum (engin umbun (p = 0), lág (p = 0.4) og miklar umbunar líkur (p = 0.8)). Með þessum hætti gerði hönnun okkar okkur einnig kleift að kanna hvort samhengisbundin nýjungaráhrif á viðbrögð viðbragða væru fyrir áhrifum af líkum á umbunatilvikum. Líkleg háð áhrif nýjungar á verðlaunavinnslu myndi veita sterkan stuðning við spá um að nýjung og verðlaunavinnsla hafi áhrif á virkni. Aftur á móti, áhrif nýjungar á umbunartengd heilavirkni sem eru óháð umbun-líkum og stærðargráðu benda til þess að nýjung og umbun deili á heila svæði og framleiði viðbótar taugavirkni án starfhæfra samspils.

Efni og aðferðir

Einstaklingar

16 fullorðnir tóku þátt í tilrauninni (9 kvenkyns og 7 karlar; aldursbil 19-32 ár; meðaltal 23.8, SD = 3.84 ár). Allir einstaklingar voru hraustir, rétthentir og höfðu eðlilegt eða leiðréttt-til-eðlilegt skerpu. Enginn þátttakendanna sagði frá sögu um taugasjúkdóma, geðræn vandamál eða læknisfræðileg vandamál eða núverandi læknisfræðileg vandamál. Allar tilraunir voru gerðar með skriflegu samþykki hvers og eins og í samræmi við staðbundna siðareglur (University College London, UK).

Tilraunahönnun og verkefni

Verkefninu var skipt í 3 stigum. Í 1 áfanga voru einstaklingar kunnugir með sett af 10 myndum (5 inni, 5 úti). Hver mynd var kynnt 10 sinnum fyrir 1000ms með milliverkunarbili (ISI) frá 1750 ± 500ms. Þátttakendur gáfu til kynna stöðu inni / úti með hægri vísis og löngutöng. Í 2 áfanga voru 3 beinbrotamyndir paraðar, undir mismunandi líkum (0, 0.4 og 0.8), með peningalegu umbun 10 pens í skilyrðingu. Hver brotamynd var sýnd 40 sinnum. Í hverri rannsókn var ein af 3 beinbrotamyndum kynnt á skjánum fyrir 750ms og einstaklingar gáfu til kynna uppgötvun örvunarframleiðslunnar með hnappalykli. Líkindarútkoman (10 eða 0 pens) var sett fram sem tala á skjánum 750ms seinna fyrir aðra 750ms og einstaklingar gáfu til kynna hvort þeir unnu einhverja peninga eða notuðu ekki vísitölu og löngutöng. Milli rannsóknarinnar (ITI) var 1750 ± 500ms. Að lokum, í prófunaráfanga (áfangi 3) voru áhrif samhengisnytjunar á launatengd svör ákvörðuð í fjórum ellefu mínútna lotu (Mynd 1). Hér var mynd kynnt fyrir 1000ms og einstaklingar gáfu til kynna stöðu inni / úti með hægri vísis og löngutöng. Hægt var að svara meðan sviðsmyndin og brot af myndinni þar á eftir voru sýnd á skjánum (1750 ms samtals). Myndin var ýmist úr þekktu myndasettinu úr 1 áfanga (vísað til sem „kunnuglegra mynda“) eða úr öðru myndasafni sem aldrei hafði verið kynnt (vísað til sem „skáldsögu mynda“). Alls voru 240 nýjar myndir kynntar fyrir hvert efni. Síðan var ein af 3 brotamyndunum frá áfanga 2 (vísað til umbóta fyrirspurn) fyrir 750ms (hér var einstaklingum falið að svara). Líkt og í öðrum áfanga var líkindaniðurstaðan (10 eða 0 pens) kynnt 750ms seinna fyrir aðra 750ms og einstaklingar gáfu til kynna hvort þeir unnu peninga eða notuðu ekki vísitölu og löngutöng. Hægt var að svara meðan útkoman var sýnd á skjánum og á síðari millibilsbilinu (2500 ± 500 ms samtals). ITI var 1750 ± 500ms. Á hverri lotu voru hver brotamynd sett fram 20 sinnum í kjölfar skáldsögu myndar og 20 sinnum eftir kunnuglega mynd sem leiddi til 120 rannsókna á hverri lotu. Kynningarröð sex prufutegunda var fullkomlega slembiraðað. Allir þrír tilraunaáfangarnir voru gerðir innan Hafrannsóknastofnunar skanna en feitletruð gögn voru aðeins aflað meðan á prófunarstiginu stóð (áfangi 3). Þátttakendum var sagt að svara eins fljótt og rétt og mögulegt væri og að þeim yrði greitt tekjur sínar upp á £ 20. Þátttakendum var sagt að 10 pens yrði dregið frá fyrir hvert rangt svar - þessar rannsóknir voru útilokaðar frá greiningunni. Heildartekjur voru sýndar á skjánum aðeins í lok 4th blokkar.

 

Mynd 1

Tilraunaverkefni

Allar myndir voru grástærðar og staðlaðar að meðalgráu gildi 127 og staðalfrávik 75. Ekkert af senunum lýsti mönnum eða líkamshlutum (þar með talið andliti) í forgrunni. Áreiti var varpað á miðju skjásins og einstaklingarnir fylgdust með þeim í gegnum speglakerfi sem komið var fyrir á höfuðspólu fMRI skannans.

fMRI gagnaöflun

fMRI var framkvæmt á 3-Tesla Siemens Allegra segulómun (Siemens, Erlangen, Þýskalandi) með echo planar myndatöku (EPI). Í starfrækslu fundinum fengust 48 T2 * vegnar myndir á rúmmál (sem þekja heilt höfuð) með blóðsúthlutunarháðri (BOLD) andstæða (fylki: 64 × 64; 48 skáar axial sneiðar á rúmmál hornað við −30 ° í anteroposterior ás; landupplausn: 3 × 3 × 3 mm; TR = 2880 ms; TE = 30 ms). FMRI öflun samskiptareglanna var fínstillt til að draga úr næmi sem framkallað BOLD næmi tap á óæðri framan og tímabundnum lopasvæðum (Weiskopf o.fl., 2006). Fyrir hvert viðfangsefni var aflað gagna í fjórum skannatímum sem innihéldu 224 bindi á hverja lotu. Sex bindi til viðbótar í upphafi hverrar seríu voru fengin til að gera kleift að koma á stöðugri segulmögnun og var því næst hent. Atómískum myndum af heila hvers einstaklings var safnað með því að nota fjöllitun 3D FLASH til að kortleggja róteindarþéttleika (PD), T1 og segulmagnaflutning (MT) við 1mm³ upplausn (Weiskopf and Helms, 2008) og með T1 veginni andhverfu endurvinnslu útbúnum EPI (IR-EPI) röð (landupplausn: 1 × 1 × 1 mm). Að auki voru einstök reitarkort skráð með tvöfalt echo FLASH röð (fylki stærð = 64 × 64; 64 sneiðar; landupplausn = 3 × 3 × 3 mm; bil = 1 mm; stutt TE = 10 ms; löng TE = 12.46 ms ; TR = 1020 ms) til að leiðrétta röskun á áunninni EPI myndum (Weiskopf o.fl., 2006). Notkun 'FieldMap verkfærakistunnar' (Hutton o.fl., 2002) reitakort voru áætluð út frá áfangamismun á myndunum sem fengust við stutta og langa TE.

fMRI gagnagreining

Forvinnsla innihélt endurskipulagningu, afléttingu með einstökum vallarmörkum, staðbundnum staðalmyndun að Montreal Neurology Institute (MNI) rými og að lokum sléttun með 4mm Gaussian kjarna. Gögn fMRI tímaröðanna voru hápassuð síuð (cutoff = 128 s) og hvítt með því að nota AR (1) líkan. Fyrir hvert einstakling var tölfræðilegt líkan reiknað með því að beita kanónískri hemodynamic svörunaraðgerð (HRF) ásamt tíma og dreifiafleiðum (Friston et al., 1998).

2 × 3 verksmiðjuhönnun okkar innihélt 6 áhugaskilyrði sem voru fyrirmynd sem aðskildir aðhvarfar: kunnugleg mynd með umbun-líkindum 0, kunnugleg mynd með umbun-líkindum 0.4, kunnugleg mynd með umbun-líkindi 0.8, skáldsaga-mynd með verðlaun -sennileiki 0, skáldsaga-mynd með umbun-líkindum 0.4, skáldsögu-mynd með umbun-líkindum 0.8. Tímabundin nálægð bata-forspár vísbendinga (þ.e. beinbrotsmynd) og umbunin útkoman sjálft skapar vandamál fyrir aðskilnað BOLD merki sem stafa af þessum tveimur atburðum. Þess vegna reiknuðum við með hverri rannsókn sem samsettur atburður og notuðum lítinn kassabíl sem innihélt bæði kynningu og niðurstöðu. Þessi tæknilega takmörkun var ekki vandasöm fyrir staðreyndargreiningu okkar sem beindist að samspili nýjungar og umbun vinnslu og samkomu umbunar og nýjungaráhrifa. Villurannsóknir voru gerðar sem aðhvarf án áhuga. Til að fanga gripa sem tengjast hreyfingu sem tengist hreyfingu voru sex samsvaranir teknir með (þriggja stífa líkamsþýðingar og þrír snúningar vegna endurröðunar) sem regressors sem höfðu engan áhuga. Reglulega voru sérstök ástandsáhrif prófuð með því að nota línulegar andstæður fyrir hvert einstakling og hvert ástand (fyrsta stigs greining). Andstæða myndirnar voru færðar í annað stigs slembivirknigreining. Hér voru blóðskilunaráhrif hvers ástands metin með 2 × 3 dreifnigreining (ANOVA) með þáttunum „nýjung“ (skáldsaga, kunnugleg) og umbunarmöguleika (0, 0.4, 0.8).

Við einbeittum greiningunni okkar á 3 líffærafræðilega skilgreind svæði sem vekur áhuga (striatum, miðhjálp og hippocampus) þar sem samspil nýjungar og umbun vinnsla voru tilgáta byggð á fyrri rannsóknum (Lisman og Grace, 2005; Wittmann o.fl., 2005; Bunzeck og Duzel, 2006). Til fullnustu skýrum við einnig frá niðurstöðum heilans í viðbótarefninu. Bæði striatum og hippocampus svæði sem vekja áhuga (ROI) voru skilgreind út frá Pick Atlas verkfærakassanum (Maldjian o.fl., 2003; Maldjian o.fl., 2004). Þó að arðsemi arfleifðarinnar innihélt höfuð caudate, caudate líkama og putamen, útilokaði hippocampal ROI amygdala og nærliggjandi nefslímhúð. Að lokum var SN / VTA ROI handvirkt skilgreint, með því að nota hugbúnaðinn MRIcro og meðal MT mynd fyrir hópinn. Á MT-myndum er hægt að greina SN / VTA frá nærliggjandi mannvirkjum sem bjarta rönd (Bunzeck og Duzel, 2006). Þess má geta að í prímítum er umbunarmóttækum dópamínvirkum taugafrumum dreift yfir SN / VTA flókið og því er rétt að huga að virkjun alls SN / VTA flækjunnar frekar en að einblína á það undirhólf (Duzel o.fl., 2009). Í þessu skyni, upplausn 3mm³, eins og það er notað í þessari tilraun, gerir það kleift að taka sýnishorn af 20-25 voxels af SN / VTA fléttunni, sem hefur rúmmál frá 350 til 400 mm³.

Niðurstöður

Hegðunarlega sýndu einstaklingar mikla nákvæmni í frammistöðu verkefna við mismunun innanhúss / úti (meðalhraðahlutfall 97.1%, SD = 2.8% fyrir kunnuglegar myndir; meðalhraðahlutfall 96.8%, SD = 2.1% fyrir nýjar myndir; t₁₅= 0.38, ns), sem og fyrir mismun / ekki vinna / vinna, á útkomutíma (meðalhögghlutfall 97.8%, SD = 2.3% fyrir vinningaviðburði; meðalhögghlutfall 97.7%, SD = 2.2% fyrir enga vinninga; t₁₅= 0.03, ns). Einstaklingum var mismunað innan og utan stöðu hraðar fyrir kunnuglega samanborið við nýjar myndir (meðalviðbragðstími (RT) RT = 628.2 ms, SD = 77.3ms fyrir kunnuglegar myndir; meðaltal RT = 673.8 ms, SD = 111 ms fyrir nýjar myndir; t₁₅= 4.43, P = 0.0005). Það var enginn RT munur á sigri / enginn vinna mismunun á útkomutíma (meðaltal RT = 542ms, SD = 82.2 ms fyrir win rannsóknir; meðal RT = 551 ms, SD = 69 ms fyrir engin win rannsóknir; t₁₅= 0.82, ns). Að sama skapi var enginn RT-munur á 3 mismunandi beinbrotamyndum við konditionkun (0.8-líkur: RT = 370.1 ms, SD = 79 ms; 0.4-líkur: RT = 354.4, SD = 73.8ms; 0-líkur: RT = 372.2ms, SD = 79.3ms; F (1,12) = 0.045, ns). Síðarnefndu RT greiningin útilokaði þrjá einstaklinga vegna tæknilegra vandamála við gagnaöflun.

Við greiningu á fMRI gögnum sýndi 2 × 3 ANOVA með þáttum 'nýjung' (skáldsaga, kunnuglegt) og umbunarmöguleika (p = 0, p = 0.4, p = 0.8) megináhrif nýjungar tvíhliða í hippocampus (Mynd 2A) og hægri striatum, FDR-leiðrétt fyrir leitarmagni arðseminnar. Einföld aðaláhrif umbunar ('p = 0.8> p = 0') sáust innan vinstri SN / VTA flókins (Mynd 2B) og innan tvíhliða striatum (Mynd 2C). Sjá Tafla 1 fyrir öll virk heila svæði.

 

Mynd 2

fMRI niðurstöður

 

Tafla 1

fMRI niðurstöður

Við fylgjumst ekki með nýjung × umbun með líkindalíkönum þegar leiðrétt var fyrir mörg próf yfir allt leitarmagn arðsemi okkar. Þegar við gerðum post hoc greiningu (t-próf) þriggja hámarka voxels sem sýndu helstu áhrif umbunar í striatum, fundum við (rétthyrnd) áhrif nýjungar og samspil þess við umbun: eitt voxel sýndi einnig megináhrif af nýjung og nýjung × umbun samvinnu, en önnur voxel sýndi einnig megináhrif nýjungar.

Eins og sýnt er í mynd 2C (miðja), í fyrstu voxel ([8 10 0]; aðaláhrif umbunar F (2,30) = 8.12, P = 0.002; aðaláhrif nýjungar F (1,15) = 7.03, P = 0.02; nýjung × umbun samspils F (2,30) = 3.29, P = 0.05) þessi áhrif voru knúin áfram af meiri BOLD svörun við tilraunum með umbunarlíkur 0.4 og á undan nýrri mynd (post-hoc t-próf: t (15) = 3.48 , P = 0.003). Í annarri voxel (2C til hægri) ([−10 14 2] aðaláhrif umbunar F (2,30) = 13.13, P <0.001; aðaláhrif nýjungar F (1,15) = 9.19, P = 0.008; nei marktækt samspil F (2,30) = 1.85, ns) eftirprófs t-próf ​​sýndu aftur að aðaláhrif nýjungar voru knúin áfram af mismun á skáldsögu og kunnuglegum myndum við tvær litlar líkur á afhendingu umbunar (t (15) = 2.79, P = 0.014; og t (15) = 2.19, P = 0.045, til líkinda p = 0 og p = 0.4, í sömu röð), (sjá mynd 2C). Aftur á móti, þriðja voxel (2C vinstri [−22 4 0] aðaláhrif umbunar, F (2,30) = 9.1, P = 0.001) hvorki sýndu helstu áhrif nýjungar (F (1,15) = 2.33, ns) né heldur samspil (F (2,30) = 1.54, ns).

Í miðheilanum sýndi voxel með hámarks umbunartengd svör ([−8 −14 −8], F (2,30) = 12.19, P <0.001) einnig þróun í átt að helstu áhrifum nýjungar (F (1,15 , 4.18) = 0.059, P = 2,30) án marktækrar víxlverkunar (F (0.048) = XNUMX, ns).

Discussion

Skáldsögur af senum bættu viðbrögð við endurteknum umbun sem fengust með síðari og óskyldum gefandi atburðum (spá fyrir um óhlutbundnar vísbendingar og verðlaun afhendingu). Eins og vænta mátti virkjuðu skáldsagnamyndir einnig hippocampus. Þessar niðurstöður veita fyrstu vitneskju um, til vitundar okkar, fyrir lífeðlisfræðilegri spá um að nýjungartengd virkni hippocampal ætti að hafa samhengisaukandi áhrif á launavinnslu í ventral striatum (Lisman og Grace, 2005; Bunzeck og Duzel, 2006).

Vegna eiginleika BOLD merkisins kom tímabundin nálægð bónus-forspár benda og útkoma afhending í veg fyrir mat á áhrifum nýjungar á þessa atburði sérstaklega. Frekar litum við á röð niðurstaðna sem samsettan atburð og komumst að því að áhrif nýjungar á vinnslu umbóta voru misjöfn sem fall líkanna á umbunatilvikum. Aukning sást eingöngu þegar líkurnar á spáðri umbun voru litlar (0 eða 0.4) og voru fjarverandi vegna mikilla umbunarmöguleika (0.8) (Mynd 2C). Það er mikilvægt að hafa í huga að ekki er hægt að skýra þetta árangur með sjálfstæðum áhrifum nýjungar og umbunar á sama svæði. Djörf áhrif af völdum tveggja aðgerða sem eru aðgreind, en staðbundin skarast taugaþýði, væru viðbót án tillits til umbunarmöguleika og þess vegna leiða til nýjungaráhrifa einnig í 0.8 líkindarástandi. Þess vegna rífast þessi líkindaháð áhrif nýjungar á vinnslu umbóta gegn möguleikanum á því að þau endurspegli mengun af BOLD svörum sem fengin eru með nýjum áreiti sjálfum. Frekar benda niðurstöðurnar til þess að samhengisleg nýjung hafi aukið umbun vinnslu í sjálfu sér, þó aðeins í litlum líkum.

Eins og lýst var hér að ofan, gátum við ekki sundurgreint DÖFN svör milli verðbólguvæntinga (vísbendinga) og afhendingar umbunar (útkomur). Nýjung gæti hafa valið aukið úrvinnslu á árangurslausum árangri (engin vinna tilraunir). Þetta væri í samræmi við þá staðreynd að við fylgjumst ekki með neinum marktækum nýjungaráhrifum á rannsóknir með miklum umbunarmöguleikum vegna þess að 80% þessara rannsókna leiddu til þess að umbunin var afhent. Að öðrum kosti gæti nýjung haft áhrif á umbun tilhlökkunar fyrir vísbendingar sem spáðu um umbun með litlum líkum (þ.e. 0 og 0.4). Í báðum tilvikum jók samhengi nýjunga framsetning heila fyrir þá atburði sem voru hlutlægt minna gefandi. Ennfremur er ólíklegt að skortur á nýjunarbreytingum á umbunarmerkjum við miklar líkur séu á þakáhrifum í vinnslu á umbun. Fyrri vinna hefur sýnt að viðbrögð tengd viðbrögðum í mannkyninu eru aðlöguð í mismunandi samhengi sem leiðir til merkis sem táknar hvort niðurstaða sé hagstæð eða óhagstæð í tilteknu umhverfi (Nieuwenhuis o.fl. 2004). Það má því búast við því að umbunarsvörun ætti einnig að vera fær um að koma til móts við nýjungarbónus við aðstæður með miklum umbunarmöguleikum.

Það er vel þekkt að frumheilinn lærir um gildi mismunandi áreita parað við umbun í klassískum skilyrðinga tilraunum, mælt með aukinni eftirvæntingu um útkomuna (td aukið sleik). Í þessari tilraun mældum við viðbragðstíma á skilyrðisstiginu en fundum ekki mun á mismunandi stigum fyrirsjáanlegrar styrkleika. Miðað við einfaldleika verkefnisins og hraðann sem einstaklingar brugðust við (<375 ms við allar aðstæður), gæti þessi skortur á mismunarsvör verið vegna loftsáhrifa. Þrátt fyrir skort á hlutlægum atferlisaðgerðum við skilyrðingu, þá er árangursrík notkun þessarar vísbendingargerðar í fyrri rannsóknum (td O'Doherty o.fl., 2003) bendir til þess að einstaklingar mynduðu samt samband milli vísbendinganna og mismunandi líkur á umbunaferli.

Í fyrri vinnu hafa umbunarmerki í striatum verið tengd margvíslegum verðlaunatengdum eiginleikum bæði hjá mönnum og óprúttískum prímötum, þ.mt líkur (Preuschoff o.fl., 2006; Tobler o.fl., 2008), stærðargráðu (Knutson o.fl., 2005), óvissa (Preuschoff o.fl., 2006) og aðgerðargildi (Samejima o.fl., 2005). Þessi fjölbreytni af launatengdum breytum, sem gefin eru upp í striatum, fellur vel að hlutverki þess sem limbískt / skynjara-viðmót við mikilvægu hlutverki í skipulagningu markstýrðrar hegðunar (Wickens o.fl., 2007). Bæði SN / VTA og striatum, einn af helstu vörpunarsvæðum dópamínkerfisins á miðhjálp, bregðast einnig við umbun og verðlauna forspárgögnum í klassískum ástandsaðstæðum (td (Delgado o.fl., 2000; Knutson o.fl., 2000; Fiorillo et al., 2003; Knutson o.fl., 2005; Tobler o.fl., 2005; Wittmann o.fl., 2005; D'Ardenne o.fl., 2008). Samkvæmt nokkrum reiknilegum sjónarmiðum kennir dópamínsending, sem er upprunnin í SN / VTA, striatum um gildi skilyrtra áreita með forspárvillumerki (Schultz o.fl., 1997).

Þrátt fyrir að í klassískum skilyrðisrannsóknum hafi frambætur og laun sem ekki eru umbunaðar í striatum ekki alltaf augljósar hegðunarafleiðingar (O'Doherty o.fl., 2003; den Ouden o.fl., 2009), hafa fMRI rannsóknir markvisst sýnt að breytingar á fósturlátlegri BOLD virkni eru í samræmi við spávillur sem tengjast gildi valkosta sem einkennast af reiknilíkönum sem passa við hegðunargögn (O'Doherty o.fl., 2004; Pessiglione o.fl., 2006). Streatal ástand-gildi framsetning ekki tengd aðgerð getur verið tengd merki um framboð umbun sem eru þýdd í undirbúningsviðbrögðum, til dæmis nálgun eða endurnærandi áhrif eins og sést í pavlovian-instrumental transfer (PIT) (Cardinal o.fl., 2002; Talmi et al., 2008). Gögnin okkar benda til þess að nýjung breytir slíkum framsetningum ríkisins með því að auka væntingar um umbun eða svörun við árangurslausum árangri. Afleiðingin á þessu samspili nýjungar og umbunar gæti verið kynslóð óháð undirbúningsviðbrögð. Í hinum raunverulega heimi myndu slík viðbrögð leiða til aukinnar nálgunar þegar nýjung er auðkennd með vísbendingu (Wittmann o.fl., 2008) eða af handahófi könnun á umhverfinu þegar nýjung er greind en ekki tengd ákveðinni vísbendingu eins og sést í dýraritum (Krókar og Kalivas, 1994). Þessi skoðun er einnig í samræmi við áhrifamikil reiknilíkön (Kakade og Dayan, 2002).

Ein mikilvæg uppbygging sem líklega er þátttakandi í samhengi auknum umbunarsvörnum í striatum er hippocampus. Eins og í fyrri rannsóknum (Tulving o.fl., 1996; Skrýtinn o.fl., 1999; Bunzeck og Duzel, 2006; Wittmann o.fl., 2007) við sýnum að samhengi nýjungar virkjuðu hippocampus sterkari en þekkingu. Í ljósi sterkra (óbeinna) áætlana til SN / VTA leggjum við til að þessi uppbygging sé líkleg uppspretta fyrir nýjungarmerki við dópamínvirka miðhjálparkerfið (Lisman og Grace, 2005; Bunzeck og Duzel, 2006). Dópamínvirka miðheilinn fær einnig inntak frá öðrum heilasvæðum eins og forstillta heilaberki sem einnig hefði getað komið nýjungumerkjum við það (Fields o.fl., 2007). Miðað við sönnunargögnin hingað til, lítum við hins vegar á hippocampus sem líklegasta frambjóðandann til að keyra nýjatengda hindrun á dópamín taugafrumum á miðhjálp sem myndi skýra mögnun á merkjum um endurtekna umbun í tengslum við nýjung. Aftur á móti gæti líkindaháð hófsemi samhengis nýjungaáhrifanna aftur á móti átt uppruna sinn í forrétthyrndabarkinu (PFC). Lífeðlisfræðilegar rannsóknir sýna að með því að auka PFC drif til SN / VTA taugafrumna eykur dópamínvirka mótun PFC svæða eingöngu en ekki dópamínvirka inntöku í ventral striatum (Margolis o.fl., 2006). Með slíkum fyrirkomulagi gæti PFC stjórnað líkindaháðum samhengisáhrifum nýjunga á SN / VTA og vöðvabundna umbunarmyndun.

Að lokum, þessar niðurstöður sýna fram á að samhengi nýjungar eykur umbun vinnslu í striatum til að bregðast við ótengdum vísbendingum og niðurstöðum. Þessar niðurstöður samrýmast spá um líkan af fjölsynta leið (Lisman og Grace, 2005) þar sem hippocampal nýjungamerki bjóða upp á fyrirkomulag fyrir samhengisstýringu á frammistöðu einkenni á ótengdum atburðum.

Viðbótarefni

Þakkir

Tilvísunarlisti