3月PLoS ONE接连发表中科院研究新成果

　　

生物通报道：公共科学图书馆（PLOS）是一家由众多诺贝尔奖得主和慈善机构支持的非赢利性学术组织，旨在推广世界各地的科学和医学领域的最新研究成果。PLoS出版了8种生命科学与医学领域的开放获取期刊，可以免费获取全文，比较具有影响力。近期中国科学家取得的两项成果都发布在PloS One上。

Rao, L-L., Zhou, Y., Xu, L-J., Liang, Z-Y., Jiang, T-Z., & Li, S. (2011). Are risky choices actually guided by a compensatory process? New insights from fMRI. PLoS ONE. 6(3): e14756. doi:10.1371/journal.pone.0014756

决策是对行为的选择——选择做什么或者不做什么，是人类的高级认知活动之一。在面临不确定性时，人们如何进行风险决策，一直是经济学和心理学非常关心的未解之谜。在风险决策理论百余年的发展历程中，涌现出了许多自认不同的风险决策理论，但主流风险决策理论（包括Prospect Theory）实际上都只认同一种决策规则——补偿性规则（compensatory rule）。即认为决策者在进行风险决策时需要计算各选项之结果函数与其概率函数乘积的总和，通过这种补偿性过程解决决策冲突。但是这是否真实表征了人们的实际决策过程呢？持适应性观点的研究对补偿性规则所假定的加权求和过程提出质疑，认为人们实际风险决策的过程更符合非补偿性规则，即，一个维度上的缺陷并不能被另外一个维度上的优势所补偿。

关于补偿性和非补偿性的争论由来已久。对于这个问题，中科院心理研究所和自动化研究所的研究人员提出独到的见解：补偿性决策过程和非补偿性决策过程最本质的区别在于二者处理决策冲突的模式不同。根据补偿性规则，人们通过对所有可能结果进行加权求和的方法给每个选项赋值（所得到的赋值表征决策者的偏好），由于计算赋值后一个选项会在总效用维度上优于另一个选项，从而解决了“选项A在报酬维度优于选项B；而选项B在概率维度优于选项A”的决策冲突。在补偿性过程中，若两个选项在总效用维度上的差异越小，那么决策者越难作出区分、所体验到的冲突越大。然而，非补偿性规则摈弃了加权求和的过程，不寻求一个选项会在总效用维度上优于另一个选项，而是将在某个维度上处于劣势的选项排除出局，从而作出选择。当没探测到一个处于强优势的选项时，人们便时时会感到冲突。在这样的非补偿过程中，若风险选项的两个维度内（概率和报酬维度）的差异越大，那么所体验到的冲突越大。据此，中国科学院心理研究所的研究人员提出补偿性-非补偿性的冲突反应假设：决策者的实际风险决策过程若遵循补偿性规则，选项间的总效用值越接近，冲突越大；若遵循非补偿性规则，概率或报酬维度内差异越大，冲突越大。

考虑到神经影像学的研究手段有助于探测决策过程中的内在冲突，研究人员利用fMRI技术，设计了偏好决策和判断决策两个任务。通过对偏好决策和判断决策的对比，检验补偿性-非补偿性规则的冲突反应假设，探索风险决策的神经机制。偏好决策任务要求被试按照自己的偏好进行决策，而判断决策任务要求被试先根据“确定当量法”给每个选项赋值，然后选择赋值更大的那个选项。因此，判断决策任务便明确要求被试根据补偿性规则进行决策。若被试在偏好决策任务中也是根据补偿性规则作出决策的话，那么，我们应当会发现偏好决策和判断决策两个任务下应具有类似的神经机制。

研究发现，在偏好决策任务中，冲突相关的脑区（背内侧前额叶）的活动性受到两个选项维度（概率和报酬）内差异的显著影响，而与两个选项的总效用维度差异不相关。与之相反，在判断决策任务中，背内侧前额叶的活动性受到两个选项的总效用维度差异的显著影响，而与维度内差异不相关。根据我们提出的补偿性-非补偿性的冲突反应假设，这一发现表明，人们在根据自己偏好进行决策的时候并不遵循补偿性规则。此外，研究人员还发现在偏好决策时的冲突强度大于判断决策下的冲突强度。这暗示，在判断决策过程中，决策冲突通过补偿性计算的方式解决了；而在偏好决策过程中，由于决策冲突没有被解决，被试一直感受到强烈的冲突。

这项研究表明，风险决策并不像补偿性规则所描述的那样，是一个通过加权求和的方式给选项赋值的过程，而是一个伴随强烈冲突的非补偿决策过程。补偿性规则借助最大化过程解决决策冲突的思路很简洁、完美，但并没有捕获风险决策的实质。冀该研究能够加深我们对风险决策内在机制的理解，并为未来研究指引一个新的重要方向。

该研究部分受国家自然科学基金 (No. 70871110; 60675033; 30730035), 国家基础研究计划 (973 Program, No. 2011CB711002)，国家博士后基金(N0. 20070420545)和中国科学院研究生科学与社会实践资助专项创新研究类项目的资助。

Li, Q., Qin, S., Rao, L-L., Zhang, W., Ying, X., Guo, X., Guo, C., Ding, J., Li, S., & Luo, J. (2011). Can Sophie's choice be adequately captured by cold computation of minimizing losses? An fMRI study of vital loss decisions. PLoS ONE. 6(3): e17544. doi:10.1371/journal.pone.0017544 (2009 Ranking: 9/73 Biology)

以往的研究一直认为，解决抉择冲突是以“冰冷无情”的数学计算为基础，“两利相权取其重，两害相权取其轻”是规范性决策理论的一大基本原则。然而，在现实生活中，人们的决策特别是涉及生存威胁的决策，常常会引发人们的情感，这种情感不仅会阻碍或促进人的决策行为，甚至会夺走人的生命！现实生活中涉及生存威胁的决策是情绪负载的，传统决策理论单纯用数学计算公式解决决策冲突是无法真实地描述人们的避害决策。

电影《唐山大地震》讲述了一个二择一的重大损失决策，元妮的女儿方登和儿子方达被同一块楼板压在两边，绝境下，两个孩子只能救一个，无论救哪一个，都意味着要放弃另一个。元妮无奈选择了牺牲女儿救儿子，这个决定使得这位母亲在震后32年里一直陷入痛苦之中无法自拔。由于传统决策理论无法解释重大损失抉择中引发的情感，致使理解重大损失决策的潜在机制仍然成为心理学研究中的一个非常基础而又极度困难的问题，特别从进化的角度看，损失决策往往比获益决策重要，而重大损失决策更是会影响人的生存和发展。采用脑成像技术研究重大损失决策可以使我们直观地认识重大损失决策中大脑的神经活动模式，从而揭示出重大损失决策中心理活动潜在机制的奥秘。然而，迄今为止，对这种影响人类生存策略的影像研究还未见于世。

最近，中科院心理研究所的研究人员用功能磁共振成像(fMRI)技术研究了重大损失决策的神经机制。实验要求被试不得不在两个备择选项中选择损失一项，分三种损失条件：一是损失的两个选项都是微不足道的（如，“台灯和电报”），这是“轻轻”损失决策；二是损失的两个选项都是重要的（如，“双眼和双腿”），这是“重重”损失决策；三是一个选项是重要的另一个是微不足道的（如，“双眼和台灯”），这是“轻重”损失决策。研究发现,相比于“轻轻”损失决策，人们在进行“重重”损失决策时，对威胁性信息和负性情感相关的原始脑区杏仁核有显著的激活，而且激活大小和被试主观报告的负性情感正相关（如图a，b）。这一结果揭示：由于决策者在进行选择时会意识到一些非常重要的和微妙的事物处于危险之中，重大事物的丧失比普通事物的丧失对人的生存威胁更大，无论选择损失哪一个，重大事物丧失都严重影响人的生存状态，巨大的生存威胁激发了人在决策中强烈的负性情绪体验。

特别有意思的是，研究还发现，相比于“轻轻”损失决策，人们在进行“轻重”损失决策时有显著的奖赏脑区纹状体的激活，而且纹状体的激活大小和被试主观报告的正性情感正相关（如图c，d）。这意味着纯损失的被选项竟然会产生“获益”的反应！其可能的解释是，相比于在“轻轻”损失决策，尽管在“轻重”损失决策中损失的也是一个等值的普通事物（如，“电报”），但是，与“轻轻”损失决策中保住的是一个普遍事物（如，“台灯”）相比，在“轻重”损失决策中，保住的却是一个极重要的事物（如，“双眼”），于是，人们就会把一个普通事物的损失看作是相对于极重要事物的赢得。换句话说，在“轻重”损失决策中，损失一个普通的事物，使极重要的事物能够得到保护，就会使决策者感到庆幸。如果是这种情况，那么“壮士断臂”的明智决策就可能会在进化过程中得以留存并传承。

基于上述发现，研究者们得出这样的结论：重大损失决策涉及“热”情感，而不仅仅是“两害相权取其轻”的“冰冷”计算分析。这项研究首次探索了重大损失决策的神经机制，有助我们了解重大损失决策中心理活动潜在机制的奥秘。在医学决策的实践中，“质量调整生存年”(The Quality-Adjusted Life Year)是医学决策中最重要的效用模型，它一直通过计算“最大值”的方式为病人是否手术做出建议。然而，这种计算结果通常与病人的偏爱选择相悖。本研究的发现可更好地理解这种分歧：“质量调整生存年”模型忽略了“热”情感在病人偏爱决策中的作用。因此，现研究呼吁加强医患间的交流，并重新审视当前医学决策的理论框架。

该研究部分受国家自然科学基金 (No. 70871110; 30770708; 30970890), 国家基础研究计划 (973 Program, No. 2011CB711002; 2010CB833904), 以及国家高技术研究和发展计划 (Grant No. 2008AA022604)资助。