降低决策冲动性的方法及其神经机制

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心理科学进展
2015, Vol. 23, No. 1, 101–109 DOI: 10.3724/SP.J.1042.2015.00101
Advances in Psychological Science
降低决策冲动性的方法及其神经机制
汪 强1 张恩茂 2
(1 北京师范大学认知神经科学与学习国家重点实验室 , 北京 100875) (2 宁波大红鹰学院 , 宁波 315175) 摘 要 大量实验研究显示 , 成瘾患者、多动症患者和病态赌博者在决策中表现出冲动偏好。目前研究冲动
低 , 其神经基础集中在腹内侧前额叶皮层 (ventral medial prefrontal cortex, VMPFC), 该区域激活的 降低可以预测被试的决策冲动性(Mitchell, Schirmer, Ames, & Gilbert, 2011)。 综上所述 , 双系统评价理论和自我控制理论 都强调认知控制在决策过程中的重要性。当人们 的认知控制系统更多参与决策过程时 , 此时人们 的行为表现出非冲动性决策 , 即更加偏好未来的 收益 , 我们将其概括为认知控制论。当我们通过 外在的方法和手段提高人的认知控制能力时 , 人 们的行为就会发生改变。单系统评价理论强调主 观价值在决策过程中的重要作用。当我们改变人 们对金钱结果的主观价值评估时 , 其行为决策也 随着发生改变 , 我们将其概括为价值表征论。它 是决策神经科学中重要的思想 , 即人们是根据价 值表征和比较来做出不同决策行为的。据此 , 我 们可以通过增强认知系统的作用或是改变未来奖 赏的主观价值 , 从而调节人们决策冲动性。
2
2.1
降低延迟折扣率的方法
想象未来具体事件 2010 年 , Peters 和 Büchel 率先提出了想象未
来具体事件可以降低决策冲动性的方法 (Peters & Büchel, 2010)。 在正式实验前 , 首先让被试列举未 来计划的事件 , 并匹配唤醒度、效价和自我相关 性。最后选择了 7 个不同时间点的未来计划事件 (譬如 3 个月后去巴黎度假 )。 在实验条件中 , 给被 试呈现实验线索 ( 例如 3 个月后去巴黎度假 ), 让 其想象该具体事件 , 随后做出决策。在控制条件 中 , 不呈现任何的线索 , 仅仅做出决策反应。 行为 学的实验结果显示 , 相对于控制条件 , 实验条件 下被试的折扣率显著降低。脑成像实验结果表明 , 未来想象条件下的主观价值表征在外侧顶叶皮层 (lateral parietal cortex, LPC) 、 前 扣 带 回 皮 层 (anterior cingulate cortex, ACC)、背外侧前额叶皮 层 (dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)和杏仁核 (amygdala) 脑区。随后 , 通过心理 - 生理交互作用 (psychophysiological interaction, PPI) 分 析 方 法 , 以前扣带回皮层为种子点 , 做功能连接分析 , 结 果显示前扣带回与海马 (hippocampus) 以及前扣带 回与杏仁核之间的功能连接显著增强 , 并且该功 能连接强度可以预测行为折扣趋势 , 即前扣带回 与海马、杏仁核之间的功能连接强度越强 , 被试
第1期

强等 : 降低决策冲动性的方法及其神经机制
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冲动性决策越少。 该实验结果有两种解释 , 一是基于前扣带回 与杏仁核之间功能连接的解释 , 一是基于前扣带 回与海马之间功能连接的解释。动物研究显示 , 基底外侧杏仁核 (basolateral amygdale, BLA)损伤 提 高 了 延 迟 折 扣 率 和 概 率 折 扣 率 (Winstanley, Theobald, Cardinal, & Robbins, 2004)。并且 , 前扣 带回与基底外侧杏仁核之间的交互作用可以调节 被试的行为 , 其机制是前扣带回与基底外侧杏仁 核之间的功能连接使得人们能够降低各种决策成 本 , 包括延迟时间成本 (Floresco & Ghods-Sharifi, 2007)。最近的实验结果证实了杏仁核损伤影响眶 额皮层负责的价值表征 , 认为杏仁核为眶额皮层 的价值计算提供开始的输入信号 (Rudebeck, Mitz, Chacko, & Murray, 2013)。而在 Peters 和 Büchel 的实验结果中 , 也发现了前扣带回与杏仁核之间 功能连接的激活 , 主要集中在前扣带回与基底外 侧杏仁核区域。根据前人研究结果可推知 , 当想 象未来事件时 , 导致前扣带回与基底外侧杏仁核 之间功能连接的激活 , 该激活使得被试主观上降 低了延迟时间成本大小 , 使得未来奖赏的主观价 值变得更高 , 从而导致被试延迟折扣率的降低。 另一方面 , 实验结果发现前扣带回与海马之间功 能连接强度也显著增强 , 依据双系统评价理论和 自我控制理论 , 结合海马损伤的老鼠延迟折扣率 提高 (Cheung & Cardinal, 2005)以及海马在想象未 来新奇体验中的作用 (Hassabis & Maguire, 2007), 当人们在想象未来事件时 , 激活了海马区域 , 而 海马的激活又将信息传递到了前额叶皮层 , 具体 为 前 扣 带 回 皮 层 , 导致 前 扣 带回 皮层 激 活 增 强 , 而前扣带回皮层激活增强与认知控制能力成正相 关 , 使得人们对于未来奖赏的主观价值变高 , 被 试的冲动性减少。 同时 , 前扣带回皮层的激活程度可以预测随 后被试的延迟折扣水平 , 它提示或许想象未来事 件降低人们延迟折扣率的机制并不是通过海马信 息传递到前扣带回皮层来增强认知控制能力实现 的 , 而仅仅是前扣带回皮层激活引起的。前面所 提到的关于海马损伤的研究主要集中于动物的研 究 , Kwan 等人研究了双侧海马损伤的病人 , 结果 发现双侧海马损伤不影响延迟折扣 , 也即海马的 损伤并没有使得人类被试的延迟折扣率提高 (Kwan et al., 2012)。 据此可知 , 想象未来事件降低
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收稿日期 : 2014-02-21 通讯作者 : 张恩茂 , E-mail: zhangenmao520@sina.com
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心 理 科 学 进 展
第 23 卷
Baidu Nhomakorabea
激活程度更高时 , 人们更倾向于选择早些时间但 小金额的收益 ; 而当 系统激活程度更高时 , 人们 倾向于选择未来延迟的大收益 (McClure, Laibson, Loewenstein, & Cohen, 2004)。同时该结果也被概 括 为 双 系 统 评 价 理 论 (dual-system valuation theory), 即对于未来收益的主观价值评价是由两 个不同的神经系统负责 , 当其中一个系统激活后 , 导致主观价值评价倾向发生改变 , 进而影响到后 期的决策行为。 McClure 等人不仅探讨了人们面 对次级奖赏(例如, 金钱)的跨期决策神经机制, 同时在初级奖赏领域中也发现了类似的实验结果 (McClure, Ericson, Laibson, Loewenstein, & Cohen, 2007)。 1.2 单系统评价理论 继双系统评价理论提出后 , 有研究者认为人 脑中存在单一的主观价值评价系统负责人们的价 值评估 , 进而导致不同的决策行为 , 该观点被概 括 为 单 系 统 评 价 理 论 (single-system valuation theory) (Kable & Glimcher, 2007)。在 Kable 和 Glimcher 的实验设计中 , 固定立即收益选项 (今天 收益 20 美元 ), 仅仅呈现未来收益选项。 该实验揭 示了未来金钱奖赏的主观价值评价的神经基础是 腹侧纹状体、 内侧前额叶皮层和后扣带回等脑区。 1.3 自我控制理论 随 后 , 有 人 提 出 自 我 控 制 理 论 (self-control theory), 该理论认为 , 尽管立即的主观价值高于 延迟选项 , 即立即收益有着更高的吸引力和动机 驱动 , 但是在行为决策阶段 , 人们通过自我控制 , 仍然选择延迟较大的收益 (Figner et al., 2010) 。 Figner 等人利用认知神经科学的先进技术经颅磁 刺 激 (repetitive transcranial magnetic stimulation, rTMS) 来干扰外侧前额叶皮层 , 研究此时人们在 跨期决策中的行为表现。实验结果显示 , 相对于 控制组被试 , 接受了经颅磁刺激作用的被试 , 其 选择立即收益的比例显著增加 , 为外侧前额叶皮 层在决策中的作用提供了因果证据。 1.4 自我参照加工理论 Mitchell 等 人 提 出 了 自 我 参 照 加 工 理 论 (self-referential processing theory) 。该理论认为 , 人们将自我分成 “ 现在 ” 的自我和 “ 未来 ” 的自我。 冲动的人 , 更倾向将 “ 未来 ” 的自我知觉成与自我 参照加工无关的过程 , 即认为 “ 未来 ” 的自我与自 己没有联系 , 从而导致对未来事件的主观体验降
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1.1
跨期决策的神经机制
双系统评价理论 2004 年 McClure 等人率先研究了跨期决策的
神经机制 , 其实验设计涉及到两种决策选项类型 , 即立即 延迟型和延迟 延迟型 , 前者同时呈现立 即奖赏和延迟奖赏选项 , 后者同时呈现两个不同 延迟时间奖赏选项。功能磁共振成像的研究显示 , 不同的神经系统参与人们的不同决策过程。一种 是 中 脑 边 缘 多 巴 胺 系 统 (mesolimbic midbrain dopamine system), 涉 及 到 的 脑 区 有 腹 侧 纹 状 体 (ventrial striatum, VS) 、 内 侧 眶 额 皮 层 (medial orbitofrontal cortex, MOFC) 、 内 侧 前 额 叶 皮 层 (medial prefrontal cortex, MPFC)、后扣带回皮层 (posterior cingulate cortex, PCC)和左侧海马后回 (left posterior hippocampus), 又称为 β 系统 , 负责 立即相关的决策 , 即冲动性的决策 ; 另一种是额 顶叶系统 (fronto-parietal system), 涉及到的脑区 有外侧前额叶 (lateral prefrontal cortex, LPFC)和后 顶叶皮层 (posterior parietal cortex, PPC), 又称为 系统 , 负责未来决策 , 即非冲动型决策。 当 β 系统

延迟折扣 ; 跨期决策 ; 冲动性 ; 认知控制 ; 价值表征
B849:C91 经机制。为了阐述这些方法是如何降低决策冲动 性 , 我们首先梳理了跨期决策神经机制方面的研 究成果 , 将其概括成两种理论 , 为后续论证提供 理论指导。
大量实验研究显示 , 成瘾患者、多动症患者
(attention deficit hyperactivity disorder, ADHD)、 病 态 赌 博 者 等 在 决策 中 表 现出 冲动 偏 好 (Bickel et al., 2011; Dixon, Marley, & Jacobs, 2003; Ohmura, Takahashi, & Kitamura, 2005) 。目前研究冲动性决 策偏好的实验范式主要采用延迟折扣任务 (delay discounting task) 以 及 修 正 的 动 态 范 式 (Richards, Zhang, Mitchell, & Wit, 1999)。 在延迟折扣任务中 , 被试需要在两个不同时间点收益上进行权衡 , 例 如在今天 20 元和 4 个月后 45 元收益间选择。相 对于正常被试 , 冲动性被试更倾向选择今天较小 的收益。为了定量描述冲动性行为 , 研究者提出 了延迟折扣率的概念, 一般通过计算折扣率 K (rate of discounting) 以及构成折扣曲线下的面积 (area under the curve, AUC) 来衡量冲动性高低 , 其中 K 和 AUC 值越大表明折扣程度越高。 跨期决策研究的主要目的是探讨人们如何在 立即收益和未来较大收益间进行决策的 , 人脑是 如何对立即收益和未来收益进行价值计算和比较 的。 通过揭示其内在机制 , 模拟其决策过程 , 将为 后续的干预提供理论基础。文章概括了降低决策 冲动性的方法 , 并阐述该方法发挥作用的内在神
性决策偏好的经典实验范式是延迟折扣任务。通过延迟折扣任务 , 心理学家揭示了冲动性决策偏好的神经机 制并构建了多种理论 , 包括单一系统评价理论、双系统评价理论、自我控制理论和自我参照加工理论。基于 这些理论 , 已经发展出了多种降低决策冲动性的方法 , 包括想象未来具体事件、工作记忆训练、预先承诺以及 提高血液中葡萄糖水平 , 其背后的神经机制是通过认知控制和价值表征理论来实现的。未来研究方向需集中 于价值计算、价值系统和多体素模式分析 (MVPA)在改善决策冲动性以及内在机制研究上的应用。 关键词 分类号
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