任务和行为的措施。(一)样本(120 7)项提出的任务。(B)的任务涉及两个不同的目标:点燃火(燃烧目标:橙色火焰)和锚定船(锚定目标:蓝绿色锚)。在本文的其余部分,这些目标相关的图标和颜色。(C) 1天,受试者评估每一项为每个目标的有用性和报告他们的信心在评估(评价试验)。在第二天,我们获得的功能磁共振成像数据而参与者经历了第一天的物品在隔离(想象力试验)或双(选择试验)。想象力的试验期间,他们想象使用当前的项目任务目标。选择试验期间,他们负责为当前选择项他们认为更有价值的目标;一个黄色的星在选择项确认选择。(D)的主观估值取决于决策者的目标,作为例证。 A wooden chair is useful for burning, unlike a metal chair (although perceptually similar) or a safe box. In contrast, the safe box and, to some extent, the metal chair, might be useful for anchoring, unlike the wooden chair. (E) Dissimilarity matrices between items under the two goals, built on estimations of a sample participant. Each entry of the matrices indicates the absolute difference in subjective usefulness (plotted below the matrices in orange and teal) between a pair of items. (F) Top: We separately tested the relation between choice and the usefulness reported by participants for the same goal (congruent case; black arrow) or the alternative goal (incongruent case; gray arrow). Bottom: On day 2, choices were predicted by the usefulness assigned on day 1 for the congruent goal but were unrelated to the incongruent goal. Credit:科学的进步,doi: 10.1126 / sciadv.abd5363
在享乐方面,价值往往与奖赏有关。然而,当环境改变,价值也必须改变。在这个工作中,g . Castegnetti和认知神经科学研究所的一个研究小组和威康大学人类神经影像中心,伦敦,英国,检查如何重塑大脑中的值表示在不同行为的目标。为了实现这一点,他们设计了一个新的任务分离有用性的享乐属性研究灵活goal-dependent映射。在这个工作中,Castegnetti等人表明地区前额叶皮层实现一个特定的目标与价值有关的计算。团队确定了编码方案在前额叶皮层代表值不管目标概括在上下文的支持。改变的神经表示值的目标触发重组实现灵活的行为。
目标导向行为
如果一个人被困在一个荒岛上飞机坠毁后,他们可能需要选择一个金属椅子,一个木椅子生火取暖。这个目标是非常不同的从一个涉及选择坐在椅子上。例如,燃烧的木头椅子很好,可能是不舒服的坐在,而金属椅子不能燃烧。这些共享的概念家具坐在因此广泛不同于其他概念子空间。尽管有这些差异,大脑可以很容易地提供这些复杂的答案。神经科学家越来越理解支撑这样的价值决策的神经回路。建立了一个主要角色腹内侧前额叶皮层(vmPFC),尽管这个值计算的算法实现仍然难以捉摸。在这个工作中,Castegnetti等人测试如果改变一个目标触发感知信息的重组甚至没有一个明确的评价或选择。团队展示了重新映射发生在快速的时间尺度下自上而下的控制,以及人类如何执行该任务灵活很抽象,迄今为止unencountered场景。
单变量分析的结果。选择,呈现出集群显示的活动,积极与签署的价值选择和顶尖的区别。想象力,集群显示活动呈正相关的相等的价值提出了项目。已识别的所有集群未修正的阈值P < 0.001,然后FWE-corrected P < 0.05。信贷:科学的进步,doi: 10.1126 / sciadv.abd5363
要理解这一点,研究人员设计了一个实验,人类志愿者接受功能性神经影像而想象使用不同的项目来实现不同的目标。科学家们然后测试目标操作的影响大脑的活动使用功能性磁共振成像(fMRI)与数据表征相似性分析(RSA)研究表征大脑活动模式的上下文。结果表明侧前额叶皮层(腹内侧前额叶皮层)编码的分布式代码值独立于决策者的当前目标。
在实验期间,第一天,Castegnetti等人获得主观变化的一组120件在三个不同的会议。在第一次会议,参与者发现他们熟悉每一项和其非货币性价值。第二个和第三个会话期间,他们评估每个项目的有用性来实现两个goals-start火和锚的船。然后他们在这种评估报告了他们的信心。团队指出这些分数之间的弱相关关键明确区分他们的签名对大脑活动的影响和行为。第二天,团队进行功能磁共振成像扫描与参与者与两种trials-imagination和选择。想象力的试验期间,他们被要求生动地想象使用一个项目实现计划目标。选择的平均反应时间为1.47秒,不受目标操作说明这两个目标是大约平衡相对困难。
结果从RSA探照灯。(A)项表示的示意图表示身份,材料,和有用性。蓝色和红色线表示积极的和消极的相关性,分别。在中央面板中,线路连接相同的项目在目标没有相应元素移除来保证项目材料之间的独立性和标识(见方法)。(B)的大脑区域的活动遵循上述表示,作为确定体积探照灯。所有显示的集群与集群定义阈值检测P < 0.001和FWE-corrected排列测试在P < 0.05。大脑映像模板,版权137 (C) 1993 - 2004年路易斯·柯林斯麦康奈尔脑成像中心,麦吉尔大学蒙特利尔神经学研究所。信贷:科学的进步,doi: 10.1126 / sciadv.abd5363
Neuroimaging-univariate和多变量分析
参与者的选择都取决于有用的物品对当前目标和在替代情况下不是基于他们的价值分配。团队因此猜测活动侧前额叶皮层主要与价值相关的计算和选择也会受到一致有效性。为了验证这一点,他们退化观察血氧水平依赖(BOLD)信号在选择选择相对于签署的区别和顶尖的实用性。结果建议值信号在侧前额叶皮层的活动不是一个绝对的属性项相对于主观偏好,但由项对决策者的当前目标的有效性。根据参与者的数据,他们不注意侧前额叶皮层的活动后扣带皮层即使在自由阈值或其他前额叶区域,显示这些地区的参与有限用途的情况下触发行为反应。之后,这个研究小组研究了多变量分析方法测试表征内容的大脑活动模式。
分析了信心。(一)roi分析用于信心。这些roi中定义对应的统计上显著的集群获得相关地图的用途(vmPFC、离岸金融中心和dlPFC)的探照灯。(B)之间的相关性的信心表示和三个前额叶区域的大脑活动,代表效用。* * P < 0.01。(C)分析管道ROI-based分析量化神经之间的重叠方案的有效性和信心。的矩阵图表示活动的中心向量(竖直维度)N体素的ROI / T试验(水平维度)。每个体素的trial-by-trial活动(即。,each row of the matrix, which has length T) was then linearly regressed against the vectors of subjective estimates of usefulness and confidence in each trial. Each of these regressions resulted in a coefficient for each voxel; since we did two regressions per voxel—one for usefulness and one for confidence—this resulted in two coefficients for each voxel, describing the linear relation between the voxel activity with usefulness and confidence (BiU and BiC, respectively, with i = 1,…,N). The absolute values of these coefficients were interpreted as the degree to which the corresponding voxel participates in the representation of usefulness and confidence and were grouped in two participation vectors, which summarized the extent to which the voxels in the ROI took part in the representation of usefulness and confidence. The correlation between the two participation vectors was then taken as an indication of whether the representations of usefulness and confidence were supported by the same neural code or by overlapping but distinct codes. Credit:科学的进步,doi: 10.1126 / sciadv.abd5363
在大脑中理解价值和信心
有用性估计的信心也影响行为表明,信心与价值引导决策有密切关系动物和人类。结果暗示刺激输入行为有效性的集成和信心。因此,Castegnetti等人寻求证据的神经活动基础综合代码。经过一个RSA(表征相似性分析)他们代表他在侧前额叶皮层(腹内侧实用性前额叶皮层),眼窝前额皮质(OFC),背外侧前额叶皮层(dlPFC)地区,因为他们强调共同价值的货币在前额叶区域。科学家指出之间的显著相关性的信心和神经活动在离岸金融中心,而侧前额叶皮层和dlPFC并未表现出显著相关性和血氧水平依赖信号之间的信心。研究人员曾认为信心和相关决策正确性本身是有价值的信号自动集成的价值。有用性是依赖于目标时,研究小组发现证据表明,高实用性的表示是守恒的在侧前额叶皮层区域的目标,在离岸金融中心和dlPFC地区没有发现证据。
交叉分类。(一)交叉分类过程的示意图。Goal-specific分类器训练分类multivoxel大脑活动为高或低价值类别。接下来,我们计算这些分类器在分类的准确性大脑数据获得在同一目标(within-goal分类)或替代目标(cross-goal分类)。(B)的平均分类精度分类multivoxel大脑活动为高或低价值试验,以下活动获得了相同的目标,或者选择目标。* P < 0.05;* * P < 0.01;* * * P < 0.001。n。,not significant. Credit:科学的进步,10.1126 / sciadv.abd5363
这样,g . Castegnetti和他的同事们研究了人类的大脑灵活适应的神经表征作用相对于决策者的目标的变化。工作提供了经验证据如何相对于大脑的前额叶区域调整神经表示行为目标的变化。发现细微的普遍持有的观点,即相当于奖励和和蔼可亲的角色,而是强调goal-dependent效用表示指导选择和构建的价值。映射大脑如何计算这些壮举将提供必要的线索来理解和认知体系结构设计灵活。
更多信息:Castegnetti g . et al .实用性如何塑造神经表示在有目的的行为,科学的进步,DOI: 10.1126 / sciadv.abd5363
马蒂诺b等。对价值取向的选择,自然神经科学,doi.org/10.1038/nn.3279
卡米洛•派多亚夏欧帕等。在眼窝前额皮质神经元编码经济价值,自然(2006)。DOI: 10.1038 / nature04676
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