近期，心理学系张效初教授课题组查汝晶特任副研究员在神经经济学研究领域取得研究进展。相关研究成果“The orbitofrontal cortex represents advantageous choice in the Iowa gambling task”作为封面故事，发表在2022年第12期的Human Brain Mapping期刊上。
图1. 该研究成果作为封面故事刊登在Human Brain Mapping
经济决策的生物学机制包括价值评估阶段和选择阶段。决策者在价值评估阶段衡量选项的主观价值以及特征。在选择阶段，决策者需要做出最终的选择。基于商品的模型（good-based model）认为，在选择阶段，眶额叶的神经元表征二值化的选择结果，即被选中的商品。决定商品的属性包括类型、延迟时间、风险、成本和模糊等。在该模型的基础上，大量研究发现了眶额叶的神经元激活表征涉及到类型、延迟时间、风险和成本的决策中的二值化选择。然而，真实生活中的决策通常是模糊且十分复杂的，并且具有不确定性、奖赏以及惩罚等属性。研究该类决策的经典任务为爱荷华博弈任务。该任务中的二值化选择包括优势选择和劣势选择。优势选择指的是长期地执行能够带来收益；劣势选择指的是长期地执行带来损失。眶额叶的神经激活是否表征爱荷华博弈任务中的二值化选择尚不清楚。
心理学系这项研究论证了眶额叶的激活模式能够表征爱荷华博弈任务中的优势选择和劣势选择。该研究招募了一组参与者，在功能核磁共振成像（fMRI）下完成爱荷华博弈任务，获得该任务的总分和净好牌数等指标。利用强化学习模型结合最大似然估计，拟合出每一位参与者的学习率。利用支持向量机算法，计算在爱荷华博弈任务中的二值化选择时眶额叶的激活模式，发现眶额叶的激活模式能够显著编码优势选择和劣势选择。并且，眶额叶的编码能力与参与者的学习率、总分和净好牌数相关。该研究进一步利用心理生理交互作用方法，发现了眶额叶在做选择时，与决策的经典脑区内侧额上回产生了功能连接。
该研究对于成瘾的诊断和治疗有指导意义。领域内的研究表明，成瘾者在爱荷华博弈任务中的表现较差，例如张效初课题组的早期研究发现，与健康人群相比，在行为层面，吸烟者表现出较低的学习率。此外，在神经层面，吸烟者的眶额叶调控奖赏估计误差的能力弱于健康人群。眶额叶是一个细胞结构和功能异质的区域，与这一观点一致，心理学系这项研究提示吸烟者的眶额叶的激活模式可能发生改变。Human Brain Mapping刊登的这篇论文论证了眶额叶在复杂模糊决策中起着重要作用，提示眶额叶的激活模式可能是成瘾中的重要生物学标记，有助于成瘾的诊断和临床治疗。
该项工作由人文与社会科学学院心理学系张效初教授课题组和信息科学技术学院自动化系李俊副教授课题组合作完成，李俊副教授和张效初教授为该论文的共同通讯作者，心理学系特任副研究员查汝晶和自动化系硕士生李鹏是该论文的共同第一作者。本项目得到了国家自然科学基金、科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、教育部哲学社会科学研究重大项目、CASVPST丝路科学基金、合肥科学中心协同创新计划的支持。
文章链接https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/hbm.25887
（查汝晶 供稿）