探究赢留输变行为的神经解剖学关联:大脑结构如何影响决策策略?

【字体: 时间:2025年03月08日 来源:Brain Structure and Function 2.7

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  研究人员利用基于体素的形态 ometry(VBM)研究赢留输变(WSLS)行为与脑结构关系,发现输变行为与特定脑区灰质、白质体积变化有关,推进对决策策略神经机制的理解。

  在生活中,我们常常会根据以往决策的结果来调整后续的行动。比如投资时,若某项投资盈利,人们可能会继续追加;要是亏损,就可能改变投资策略。这种 “赢了就继续,输了就改变” 的行为模式,被称为赢留输变(Win-stay, Lose-shift,WSLS)策略。它在人类和动物的决策过程中广泛存在,对适应环境变化起着重要作用。然而,尽管这种行为策略很常见,但其背后的神经解剖学机制却一直没有完全弄清楚。以往研究虽然发现 WSLS 行为与大脑的奖励系统,如纹状体、前扣带回皮层和眶额皮层等有关,但这些传统奖励系统并不能完全解释 WSLS 行为的神经基础。而且,大脑结构,像灰质体积(Grey Matter Volume,GMV)和白质体积(White Matter Volume,WMV),与 WSLS 行为之间的具体关系,仍然是一个谜团。为了深入探究这些问题,来自英国多所大学(包括曼彻斯特大学、哈德斯菲尔德大学、约克圣约翰大学和利兹大学)的研究人员开展了一项研究,相关成果发表在《Brain Structure and Function》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展此项研究。首先,他们使用了人类连接组计划(Human Connectome Project,HCP)收集的 1113 名参与者的结构磁共振成像(MRI)扫描数据,这些数据为研究大脑结构提供了基础。接着,参与者需要完成一个改编自 Delgado 等人 2000 年奖励范式的猜牌任务,通过这个任务来观察参与者的 WSLS 行为。最后,利用基于体素的形态 ometry(Voxel-based Morphometry,VBM)技术对 MRI 数据进行处理和分析,以探究 WSLS 行为与 GMV、WMV 之间的关系。

研究结果如下:

  1. 行为分析:通过对参与者在猜牌任务中的行为进行分析发现,参与者的选择并非随机,而是受到前一次试验结果的显著影响。具体来说,参与者倾向于更多地使用赢留策略而非输变策略,在赢的结果之后,更倾向于采用赢留策略;在输的结果之后,更倾向于采用输留策略。
  2. GMV VBM 分析:全脑校正的 VBM 分析显示,输变行为与左颞上回(Superior Temporal Gyrus,STG)、右颞中回(Middle Temporal Gyrus,MTG)和双侧枕叶皮层的 GMV 呈负相关。这意味着这些脑区的 GMV 减少,输变行为的频率可能会增加。
  3. WMV VBM 分析:全脑白质 VBM 多元回归分析表明,输变行为与左 STG 的 WMV 呈正相关,即左 STG 的 WMV 增加,输变行为的频率也会增加。而赢留行为与 GMV、WMV 均未发现显著关联。

在研究结论与讨论部分,此次研究有重要意义。研究发现输变行为与大脑中一些非传统奖励系统区域的结构变化有关,如 STG、MTG 和枕叶皮层等。这表明输变行为可能涉及更复杂的神经机制,包括情境评估、记忆整合和不确定性监测等过程,而不仅仅是由传统的奖励 - 惩罚系统驱动。这一发现拓宽了人们对 WSLS 行为神经基础的理解,扩展了传统的趋近 - 回避模型。同时,研究中赢留行为与大脑形态学未发现关联,这提示赢留策略可能涉及更复杂的神经相互作用或功能激活,无法通过结构体积测量来捕捉。此外,研究还存在一些局限性,如任务的试验块设置可能影响参与者的选择,研究结果只是相关性,无法确定因果关系等。但总体而言,这项研究为理解大脑结构与决策策略之间的关系提供了新的视角,为后续进一步研究决策行为的神经机制奠定了基础。
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