Как награда влияет на контроль поведения: нейрофизиологические механизмы выбора и торможения реакции

Введение в нейрофизиологию контроля поведения

Каждый день мы сталкиваемся с динамически изменяющимися условиями окружающей среды. Чтобы соответствовать требованиям этих изменений, мы engage в целенаправленное поведение, которое crucially основано на способности抑制不适当的反应. Было предложено, что на inhibitory процессы влияют несколько факторов. К ним относятся когнитивный контроль сверху вниз и автоматизм преобладающих ответов. Кроме того, было предложено, чтобы вознаграждение было эффективным модулятором поведенческой деятельности человека и влияло на (тормозные) процессы когнитивного контроля. Нарушения в (тормозном) когнитивном контроле и обработке вознаграждения были заявлены как ключевые характеристики нескольких клинических популяций, включая лиц с расстройствами, связанными с употреблением психоактивных веществ, и СДВГ. Поэтому крайне важно лучше понять, как когнитивный контроль и перспектива вознаграждения взаимодействуют в управлении целенаправленным поведением.

Взаимодействие когнитивного контроля и вознаграждения

Когда поведенческие паттерны или тенденции реагирования конфликтуют с нашими целями, необходимо проявлять когнитивный контроль, чтобы разрешить/преодолеть этот конфликт, удерживая/подавляя (преобладающий) ответ. Было показано, что когда на кону стоят (денежные) вознаграждения, individuals tend to увеличивать количество когнитивных ресурсов и усилий, затрачиваемых на определенную задачу/цель. Широко accepted постулатом является то, что (денежные) вознаграждения могут изменять биологическую систему, generating "мотивированное состояние", которое, в свою очередь, leads to адаптациям в поведении и когнитивной обработке. Важно отметить, что более высокая мотивация не automatically способствует усилению когнитивного контроля. В зависимости от типа манипуляции с вознаграждением и правил вознаграждения сообщалось о различных эффектах.

Методология исследования

В текущем исследовании мы использовали комбинированную парадигму Саймона и Go/NoGo, которая позволяет исследовать влияние автоматических versus контролируемых тенденций реагирования на торможение реакции. Эксперимент был запрограммирован и запущен с использованием Presentation (Версия 22.1, Neurobehavioral Systems Inc., CA, United States).

Дизайн задачи и структура

Эксперимент проводился в затемненной, звукоизолированной комнате. Для задачи participants были seated на расстоянии approximately 60 см перед 24-дюймовым ЖК-монитором (частота кадров 60 Гц), на котором визуальные стимулы представлялись на черном фоне. Во время эксперимента центральный белый фиксационный крест, accompanied двумя латерализованными пустыми белыми рамками (представляющими возможные позиции стимулов на about 1.1°–1.7° визуального угла от центра), continuously отображался на экране.

Нейрофизиологические результаты

По сравнению с невознаграждаемой контрольной группой, вознаграждаемые участники показали более быстрое выполнение реакции, а также overall более низкую точность выбора и торможения реакции (сдвинутый компромисс скорость-точность). Интересно, что reward группа displayed большее вмешательство интерактивных эффектов автоматических versus контролируемых процессов во время торможения реакции (т.е., больший эффект Саймона NoGo), но не во время выбора реакции. Специфический для вознаграждения поведенческий эффект отражался амплитудой P3, подчеркивая важность процессов ассоциации стимул-реакция в объяснении изменчивости производительности торможения реакции.

Источники мозговой активности

Селективная нейрофизиологическая модуляция, induced вознаграждением, была associated с более низкими различиями в активации в relevant структурах, spanning нижнюю лобную и теменную кору, а также с более высокими различиями в активации в соматосенсорной коре. В совокупности, это исследование highlights relevant нейроанатомические структуры, лежащие в основе селективных эффектов вознаграждения на торможение реакции, и расширяет previous сообщения о возможном detrimental эффекте triggered вознаграждением компромиссов производительности на процессы когнитивного контроля.

Обсуждение результатов

Целью текущего исследования было изучить, modulates ли перспектива вознаграждения за хорошую производительность взаимодействие автоматизма и когнитивного контроля во время торможения реакции. Поэтому нейрофизиологические процессы, отражающие взаимодействие перспективы вознаграждения и процессов когнитивного контроля, были assessed с использованием вознаграждаемой задачи Саймона NoGo. Мы further set out определить, могут ли relevant нейрофизиологические процессы предсказывать успешное моторное торможение реакции в контексте контролируемых и автоматических процессов выбора реакции.

Практические implications

Наиболее важно, что текущее исследование показывает, что перспектива вознаграждения увеличивает влияние интерактивных эффектов автоматических и контролируемых процессов на торможение реакции (т.е., reflected более крупным эффектом Саймона NoGo), но не на выбор реакции. Примечательно, что процессы перевода стимул-реакция (как reflected NoGoP3) paralleled специфическую для вознаграждения модуляцию поведенческого эффекта interference. Добавочные анализы локализации источника revealed лежащие в основе различия активации в нижней лобной и соматосенсорной коре.

Заключение и выводы

В совокупности, вознагражденные participants responded быстрее, но менее осторожно, leading к overall более низким поведенческим точностям реакции. Важно, что наши findings показывают, что перспектива вознаграждения за хорошую производительность further увеличила влияние интерактивных эффектов автоматических versus контролируемых процессов во время торможения реакции (т.е., larger эффект Саймона NoGo по сравнению с контрольной группой), но не во время выбора реакции (т.е., no различия в регулярном эффекте Саймона в Go trials).

Специфический для вознаграждения поведенческий эффект reflected в distinct модуляциях нейрофизиологических данных, также indicating larger эффект P3 Саймона NoGo reward группы.

В отсутствие performance-контингентного вознаграждения, но не в контексте вознаграждения, attentional/процессы распределения ресурсов были found предсказывать величину поведенческого эффекта Саймона NoGo. Текущие результаты thus подчеркивают S-R mappings как crucial (но не единственный) determinant отличительных эффектов Саймона во время торможения реакции. Важно, что проливая свет на возможные лежащие в основе механизмы специфического для вознаграждения поведенческого эффекта, reward группа showed различные модуляторные эффекты (associated с larger эффектом P3 Саймона NoGo) в нижней лобной, теменной и соматосенсорной коре.