模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制*

張鳳華 張玉婷 向 玲 胡竹菁

(1江西師范大學(xué)心理學(xué)院, 江西省心理與認(rèn)知科學(xué)重點實驗室, 南昌 330022)(2浙江省認(rèn)知障礙評估技術(shù)研究重點實驗室, 杭州 310015)

Knight (1921)把不確定性決策分成了兩類：風(fēng)險決策和模糊決策(decision-making under ambiguity)。在諸如金錢賭博、俄羅斯輪盤賭(Russian roulette)游戲中, 人們能預(yù)知事件發(fā)生的確切概率, 這是風(fēng)險決策; 而在諸如恐怖襲擊、自然災(zāi)害等情境中, 人們很難預(yù)知事件發(fā)生的確切概率, 這是模糊決策。比如, 家人帶孩子去接種疫苗, 不知道疫苗接種的預(yù)期結(jié)果以及每種結(jié)果發(fā)生的可能性; 學(xué)生擇業(yè), 也不知道選擇某個職業(yè)之后發(fā)生的所有可能結(jié)果以及每種結(jié)果發(fā)生的可能性。突發(fā)事件情境下的決策則帶有更強的模糊性。5·12汶川大地震, “三聚氰胺”污染事件, 在此類突發(fā)事件相關(guān)的決策中, 不管是企業(yè)還是個人,都體會到突發(fā)事件帶來的決策信息的模糊性。

近幾十年來, 模糊決策成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點問題, 然而由于不同學(xué)者采用的研究方法不同, 導(dǎo)致此領(lǐng)域出現(xiàn)很多爭議或不一致的結(jié)果。模糊決策往往都非常復(fù)雜, 在模糊情境下, 個體究竟如何進行決策？只有我們確切了解了模糊決策的實際過程和更底層的機制, 我們才能采用一定的方法來預(yù)測和指導(dǎo)個體在模糊情境中的決策, 才能在臨床上對決策障礙者進行相應(yīng)的認(rèn)知功能障礙訓(xùn)練, 改善其決策能力。模糊決策的研究, 在醫(yī)療、股票投資決策、投票選舉、保險合約、博彩、購車、旅行計劃、法律等行業(yè)都具有極其重要的應(yīng)用價值。

1 文獻綜述

1.1 模糊決策的行為學(xué)研究

1.1.1 模糊決策的研究范式

張軍偉、徐富明、劉騰飛、陳雪玲和蔣多(2009)綜述了模糊決策的部分研究范式：二階概率分配范式、概率匹配范式、互補賭注范式。除此之外,模糊決策常用的研究范式還有以下幾種：

艾爾斯伯格選瓶任務(wù)(修改自Ellsberg, 1961)：有兩個瓶子, 每個瓶子里面都裝有紅、黑兩種顏色的球, 球的總數(shù)是100個, 第一個瓶子里面有50個紅球和50個黑球, 第二個瓶子里面紅球+黑球=100個, 紅球、黑球的比例未知。然后要求大家選擇其中的一個瓶子下一個賭注, 并預(yù)測某種顏色的球會被抽到, 隨后會在相應(yīng)的瓶子里面抽球, 如果抽到相應(yīng)顏色的球就會獲得相應(yīng)的賭注,反之就失去相應(yīng)的賭注。其中測量模糊決策傾向的指標(biāo)主要有三類：選擇偏好、賭注大小和是否同意進行交易。選擇偏好, 通過分析被試選擇在哪個瓶子里面抽球研究被試的選擇傾向。賭注大小, 要求被試對兩個瓶子(即兩類任務(wù))下賭注,通過分析被試在兩類任務(wù)下下賭注的大小測試被試的選擇傾向。交易任務(wù), 是和稟賦效應(yīng)相結(jié)合,通過賦予被試一個賭博機會(如模糊選項的賭博機會), 看被試是否同意和風(fēng)險選項的賭博機會交換, 或是否同意賣掉這次賭博的機會, 如果同意賣, 是請對方付錢還是付給對方錢等; 通過分析被試是否同意交換、請對方付錢還是付給對方錢等指標(biāo)來研究被試的決策偏好。

IGT (Iowa gambling task)任務(wù)：該任務(wù)最初由Bechara, Damasio, Tranel和Damasio (1997)所設(shè)計, 通過模擬現(xiàn)實生活中的決策來評估人們在模糊情境中的決策。它有三個特點：(1)有獎勵(得錢);(2)有懲罰(失錢); (3)獎勵與懲罰的發(fā)生是不確定的。在任務(wù)開始時, 玩家首先以貸款的方式得到有2000美元的資金, 游戲的規(guī)則是失最少贏最多。游戲中總共有4副牌——ABCD, 每副牌里面有100張卡片。每翻一張A牌或者B牌就會得到即時的較高的獎勵(100美元), 但是在某一特定的時間, 伴隨著A牌或者B牌的是一個較大的損失,從長遠的計劃來看, A牌或者B牌會導(dǎo)致最終的損失, 是不利的劣勢牌; 而每翻一張C牌或者D牌就會得到即時的較低的獎勵(50美元), 但是在某一特定的時間, 伴隨著C牌或者D牌的是一個較小的損失, 從長遠的計劃來看, C牌或者D牌會導(dǎo)致最終的贏利, 是有利的優(yōu)勢牌。游戲前被試對牌的數(shù)量, 獎勵與懲罰的數(shù)量和出現(xiàn)的時間都不知道(整個規(guī)則是內(nèi)隱的), 因此是一種模糊決策。主要通過計算有利牌(C和D)的選擇次數(shù)減去不利牌(A和B)的選擇次數(shù)所得到的不同分?jǐn)?shù), 來評估被試在IGT任務(wù)中的風(fēng)險傾向。其次, 將100個trial分成5個block, (C1+D1)－(A1+B1), ……(C5+D5)－(A5+B5), 通過配對t檢驗, 分離隨機與找到內(nèi)隱規(guī)則之間的決策成績(學(xué)習(xí))。

封堵器(occlude)任務(wù)：Levy, Snell, Nelson,Rustichini和Glimcher (2010)采用該范式研究模糊決策, 見圖1。一個瓶子, 部分被涂成紅色, 部分被涂成藍色, 中間有一個灰色的封堵器, 通過操縱封堵器大小來控制模糊程度的高低, 從而探索被試在模糊決策下的認(rèn)知神經(jīng)機制。

圖1 封堵器范式(引自：Levy, et al., 2010)

1.1.2 模糊決策的影響因素

模糊決策受決策情境、決策者的人格特征、情緒狀態(tài)、能力、性別、年齡等因素的影響。

Becker和Brownson (1964)發(fā)現(xiàn), 當(dāng)已知的風(fēng)險備擇項下獲得某種正性結(jié)果的概率非常小時,人們偏好于模糊備擇項。Einhorn和Hogarth (1986)發(fā)現(xiàn)人們在面臨損失時, 模糊厭惡偏好會出現(xiàn)反轉(zhuǎn)。Roca, Hogarth和Maule (2006)采用交易任務(wù)范式, 并把模糊決策與稟賦效應(yīng)(endowment effect)相結(jié)合, 發(fā)現(xiàn)被試寧愿保留模糊的備擇項,也不拿被賦予的模糊備擇項與風(fēng)險備擇項進行交易,出現(xiàn)了決策偏向的反轉(zhuǎn)。Samuelso和Zeckhauser(1988)提出了保持現(xiàn)狀偏向(the status quo bias)的概念, 保持現(xiàn)狀偏向反映了人們的一種傾向, 看重自己當(dāng)前所擁有的財產(chǎn), 并且保留這些財產(chǎn), 不會用其進行交易。Roca等發(fā)現(xiàn)被試寧愿保留模糊的賭博任務(wù), 可能就是保留現(xiàn)狀偏向的結(jié)果。通過研究作為買者, 愿意付出的最大價格(willing to pay, WTP)和作為賣者, 愿意接受的最小價格(willing to accept, WTA), Roca和Maule (2009)采用出價任務(wù)(要求被試給出WTP或者WTA)和交易任務(wù), 再次把模糊決策與稟賦效應(yīng)結(jié)合起來進行研究, 結(jié)果也發(fā)現(xiàn), 當(dāng)模糊備擇項變成自己的稟賦時, 在得(gain)和失(loss)的情境下, 在各種不同的概率條件下, 被試都不愿意拿已經(jīng)成為自己稟賦的模糊備擇項與相匹配的等價值風(fēng)險備擇項進行交易, 這也暗示了在這些條件下被試不愿意付出模糊保險金。Liu (2011)發(fā)現(xiàn)任務(wù)格式會調(diào)節(jié)人們的模糊厭惡效應(yīng)。與“拒絕”任務(wù)相比, “選擇”任務(wù)中的模糊備擇項對被試更具有吸引力。Webber和Tan (2012)選取與艾爾斯伯格選瓶任務(wù)“同質(zhì)異構(gòu)”的“郵寄包裹”問題, 發(fā)現(xiàn)在跨期選擇中, 存在模糊厭惡效應(yīng)。

很多研究發(fā)現(xiàn)人格特征和情緒狀態(tài)影響被試在IGT任務(wù)中的成績, 但研究結(jié)果存在很大的不一致(Crone & Ven der Molen, 2004; Bayard, Raffard,& Gely-Nargeot, 2011)。Crone和Ven der Molen(2004)發(fā)現(xiàn), IGT任務(wù)中“高水平感覺尋求/去抑制”兒童傾向于選擇劣勢牌; 也有研究發(fā)現(xiàn), IGT任務(wù)中劣勢牌的選擇與高行為激活(BAS)和低行為抑制(BIS)相關(guān)(Bayard et al., 2011)。Pulford (2009)發(fā)現(xiàn)樂觀主義人格特質(zhì)會調(diào)節(jié)被試的模糊厭惡效應(yīng), 對決策前景持樂觀主義態(tài)度的被試容易模糊尋求。Bayard等(2011)以健康人群為被試, 研究了IGT、GDT (Game of Dice Task)和沖動的四個特質(zhì)(緊迫感、沒有預(yù)謀、缺乏毅力和感覺尋求)之間的聯(lián)系?？刂颇挲g和性別的分層回歸表明：感覺尋求、緊迫感和GDT的不利決策有關(guān), 但感覺尋求和IGT沒有關(guān)系。被試自我報告的沖動特質(zhì)與決策過程相關(guān), 并且風(fēng)險決策和沖動特質(zhì)的不同方面有不同聯(lián)系。研究沒有證實模糊決策受到?jīng)_動人格特質(zhì)的影響; 卻發(fā)現(xiàn)風(fēng)險決策在一定程度上受到?jīng)_動人格特質(zhì)的預(yù)測。張鳳華、 楊清、 胡竹菁、 羅嗣明和張慶林(2012)發(fā)現(xiàn), 自尊水平會影響被試的決策偏好, 自尊水平越低, 越容易模糊尋求。Buelow和Suhr (2013)選取91名大學(xué)生完成沖動、感覺尋求、行為激活和抑制、情緒狀態(tài)量表, 并完成計算機版本的IGT任務(wù), 結(jié)果發(fā)現(xiàn)負(fù)性情緒、沖動、感覺尋求和B牌的選擇呈正相關(guān), 和D牌的選擇呈負(fù)相關(guān)。Heath和Tversky(1991)提出當(dāng)人們感到有能力或者當(dāng)對不確定的來源有足夠認(rèn)識時(能力效應(yīng), competence effect),模糊厭惡就不會發(fā)生。

Schubert, Brown, Gysler和Brachinger (1999)發(fā)現(xiàn)在投資領(lǐng)域, 女性比男性更加厭惡模糊, 而在保險領(lǐng)域不存在這種性別差異。Borghans,Duckworth, Heckman和Baster (2008)采用Ellsberg任務(wù)研究模糊厭惡和風(fēng)險厭惡的性別差異, 發(fā)現(xiàn)兩者均存在性別差異; 在實驗初始階段, 男性比女性更加厭惡模糊, 隨著模糊程度的提高, 兩者對模糊選項的厭惡水平大致相同。Van den Bosa,Hombergb和Vissera (2013)綜述了IGT任務(wù)中存在的性別差異, 發(fā)現(xiàn)IGT任務(wù)下的決策成績, 男女存在性別差異。在標(biāo)準(zhǔn)的IGT范式下(100個試次), 從長遠來看, 男性會比女性選擇更多的優(yōu)勢牌。在早期的試次(trial-block)下(模糊決策任務(wù)),男女之間的成績不存在差異, 在60個試次(trial)后(風(fēng)險決策), 男女之間的成績出現(xiàn)了差異。

在模糊決策中, 實現(xiàn)結(jié)果的概率未知, 需要根據(jù)已有的經(jīng)驗進行推斷, 因此基于行動結(jié)果調(diào)整自己行為的能力對于適應(yīng)性決策非常重要。一些發(fā)展性的研究表明, 決策中的反饋監(jiān)控能力隨著年齡的增長而提高(Cassotti, Houdé, & Moutier, 2011;Huizenga, Crone, & Jansen, 2007; Duijvenvoorde,Jansen, Visser, & Huizenga, 2010)。Crone和Molen(2004)的研究發(fā)現(xiàn)6～12歲兒童傾向于選擇劣勢牌,13～17歲的青少年開始轉(zhuǎn)向選擇優(yōu)勢牌, 但做出優(yōu)勢選擇的能力還是差于成年人。Lin, Chiu和Huang (2009)的研究發(fā)現(xiàn)在IGT任務(wù)下成年人也無法同時兼顧損失的頻率和最終的結(jié)果。兒童和青少年在IGT任務(wù)中, 不能做出有利選擇的行為與前額葉損傷的病患相似。由此可見, “從長遠觀點來看”做出優(yōu)勢選擇的能力, 在青春期后期仍在發(fā)展。Aite等(2012)以兒童、青少年和成年人為被試, 探討了模糊決策中, 個體兼顧損失頻率和最終結(jié)果的反饋監(jiān)控能力的發(fā)展性變化, 結(jié)果發(fā)現(xiàn), 兒童和青少年傾向于選擇懲罰頻率較低的選項, 只有成年人能兼顧損失頻率和最終的結(jié)果,做出優(yōu)勢選擇。這些結(jié)果表明整合損失頻率和最終結(jié)果做出優(yōu)勢選擇的能力是隨年齡發(fā)展的。Tymula等(2012)為了調(diào)查青少年和成年人對待風(fēng)險和模糊的態(tài)度, 分別選取了33個青少年(12～17歲)和32個成年人(30～50歲), 對比了他們在風(fēng)險和模糊貨幣彩票選擇任務(wù)中的偏好。結(jié)果發(fā)現(xiàn)青少年比成年人更厭惡風(fēng)險, 這與現(xiàn)實生活中青少年更冒險的行為相違背。研究者認(rèn)為對模糊的高度容忍可以解釋此現(xiàn)象; 不是因為青少年傾向于選擇冒險行為, 而是當(dāng)他們?nèi)狈κ挛锏耐暾J(rèn)識時, 愿意去賭。青少年從事風(fēng)險行為, 不是因為他們是冒險者, 而是因為他們對周圍世界充滿了好奇; 青少年的冒險行為受模糊容忍性的驅(qū)使。

1.2 模糊決策的神經(jīng)機制研究

模糊決策的神經(jīng)機制研究多圍繞“模糊決策和風(fēng)險決策”是具有相同加工機制還是具有不同加工機制進行？認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)的一些研究發(fā)現(xiàn)：模糊決策與風(fēng)險決策激活的腦區(qū)存在著一定重疊(Brand, Fujiwar, Borsutzky, Kalbe, & Kessler, 2005;Brand, Labudda, & Markowitsch, 2006; Brand, Kalbe,Labudda, Fujiwara, Kessler, & Markowitsch, 2005;Brand, Grabenhorst, Starcke, Vandekerckhove, &Markowitsch, 2007; Fiorillo, Tobler, & Schultz,2003; Levy et al., 2010); 也有一些研究發(fā)現(xiàn)：模糊決策與風(fēng)險決策相比, 激活了不同的腦區(qū)域(Hsu,Bhatt, Adolphs, Tranel, & Camerer, 2005; Krain,Arbuckle, Wilson, Castellanos, & Milham, 2006;Huettel, Song, & McCarthy, 2005; Huettel, Stowe,Gordon, Warner, & Platt, 2006; Sinz, Zamarian,Benke, Wenning, & Delazer, 2008; Bechara et al.,1997; Bechara, Damasio, Tranel, & Damasio, 2005;Bach, Hulme, Penny, & Dolan, 2011)。

Brand等(2005, 2006, 2007)采用IGT和GDT任務(wù)對科薩科夫綜合癥(Korsakoff’s syndrome)、帕金森 病(Parkinson’s disease, PD)、病理性賭博(pathological gamblers, PG)的病人所做的一系列研究發(fā)現(xiàn), 不管是在模糊決策中還是在風(fēng)險決策中, 前額皮層和額葉-紋狀體環(huán)路(fronto-striatal loop)的一些結(jié)構(gòu)都起到了很大的作用。從神經(jīng)化學(xué)的角度上看, 多巴胺(dopamine)和血清素(serotonin)系統(tǒng)也對兩種類型下的決策起到了調(diào)節(jié)作用(Fiorillo et al., 2003)。Levy等(2010)應(yīng)用fMRI技術(shù), 對比了模糊決策和風(fēng)險決策下主觀價值的神經(jīng)表征, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩者都通過紋狀體(striatum)和內(nèi)側(cè)前額葉皮質(zhì)(the medial prefrontal cortex)來表征主觀價值。Hsu等通過fMRI的研究發(fā)現(xiàn), 模糊選擇和風(fēng)險選擇所激活的腦區(qū)域不相同。選擇的模糊性與杏仁核(amygdale)、眶額葉皮質(zhì)(orbitofrontal cortex, OFC)和背內(nèi)側(cè)前額葉皮層(dorsomedial prefrontal cortex, DMPFC)的激活成正相關(guān), 而與紋狀體系統(tǒng)的激活成負(fù)相關(guān)。杏仁核和眶額葉皮質(zhì)表征了一種對不確定程度的“預(yù)警” (vigilance)評估系統(tǒng), 而紋狀體是與獎勵預(yù)期相關(guān)的。額葉皮質(zhì)紋狀體區(qū)環(huán)路主要參與風(fēng)險決策, 而在模糊決策中參與較少。采用fMRl技術(shù), Huettel等發(fā)現(xiàn)被試對模糊決策的偏好激活了外側(cè)前額葉皮層,而對風(fēng)險決策的偏好激活了后頂葉皮質(zhì)(the posterior parietal cortex)。

Krain等(2006)應(yīng)用最近發(fā)展起來的元分析技術(shù), 檢驗了現(xiàn)有不確定決策領(lǐng)域的fMRl的一些文獻, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)：風(fēng)險決策和模糊決策在前額葉、頂葉(frontal and parietal regions)、海馬(thalamus)以及扣帶回(caudate)區(qū)域的激活都有所提高。其中風(fēng)險決策與眶額葉皮層、扣帶回的喙側(cè)(rostral portions of the ACC)和左半球頂葉區(qū)域(the inferior parietal lobe)的活動有關(guān), 模糊決策與背外側(cè)前額皮層(dorsolateral prefrontal cortex, DLPFC)、尾部扣帶回(caudal ACC)和右半球頂葉區(qū)域有關(guān)。統(tǒng)計分析表明：風(fēng)險決策和模糊決策在額葉區(qū)域的激活(OFC、DLPFC、ACC)有顯著的差異, 這些發(fā)現(xiàn)為風(fēng)險決策和模糊決策神經(jīng)環(huán)路的分離提供了依據(jù), 也反映了熱情感與冷認(rèn)知過程的不同參與。

Krain基于Zelazo和Muller提出的執(zhí)行功能理論模型(熱執(zhí)行功能依賴于情感輸入, 與OFC有關(guān); 冷執(zhí)行功能涉及更多的是純認(rèn)知加工成分,主要依賴于DLPFC), 認(rèn)為這些發(fā)現(xiàn)說明了以下三個問題：(1)風(fēng)險決策是一種熱認(rèn)知過程(OFC的激活), 涉及到有意義的獎賞、輸贏的情緒/情感決策與推理; 模糊決策是一種冷認(rèn)知過程, 少情感參與, 較少涉及風(fēng)險與獎勵。(2)風(fēng)險決策與前扣帶回的一些亞區(qū)域相關(guān), 包括BA (32)和BA(8/9); 模糊決策激活了胼胝體扣帶回的區(qū)域, 這個區(qū)域是與心理失調(diào)、情感混亂有關(guān)的(與OFC有一定的相關(guān)), 而風(fēng)險決策中沒有發(fā)現(xiàn)這個區(qū)域的激活, 此區(qū)域的激活說明了模糊決策可能也有情感成分的參與, 只不過與風(fēng)險決策相比, 參與的成分要少。(3)頂葉的激活是與認(rèn)知和感、知覺相關(guān)的, 頂葉皮層(尤其是BA7)與注意過程相關(guān),此區(qū)域在風(fēng)險決策和模糊決策任務(wù)中都有激活。風(fēng)險決策任務(wù)中, 在左側(cè)的下頂葉有大的激活;模糊決策任務(wù)中, 在右側(cè)的下頂葉有大的激活。這種分離反映了在風(fēng)險決策任務(wù)中, 被試需要對數(shù)字進行評估和比較, 而在模糊決策任務(wù)中, 則不需要對數(shù)字進行外顯的計算。

Li, Lu, D’Argembeau, Ng和Bechara (2010)采用fMRI技術(shù)研究了正常人完成IGT任務(wù)時的腦區(qū)激活情況, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)激活的腦區(qū)域與軀體標(biāo)記激活和決策假設(shè)所激活的神經(jīng)環(huán)路是一致的。具體包括背外側(cè)前額葉皮層(工作記憶)、腦島和后扣帶回(表征情感狀態(tài))、腹內(nèi)側(cè)前額葉皮層(連接前兩個過程)、腹側(cè)紋狀體和前扣帶回(執(zhí)行行為決策)。

Bach等(2011)研究了二階概率的不確定性和模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制, 發(fā)現(xiàn)二階概率的不確定性以偏悲觀的方式影響人們的決策, 與后扣帶回皮層呈負(fù)相關(guān); 而模糊決策激活的區(qū)域是后頂葉皮層, 反映了兩者有不同的計算機制。二階概率和模糊決策神經(jīng)機制的不同, 表明模糊的分類操作不是一個單純的“二階概率”的插入。

1.3 模糊決策的腦損傷研究

一些研究者采用IGT范式, 選取一些臨床患者——帕金森病、強迫癥患者(obsessive-compulsive disorder, OCD)、癲癇患者(mesial temporal lobe epilepsy)、病理性賭博與正常人進行對比研究, 發(fā)現(xiàn)模糊決策不同于風(fēng)險決策(Frank et al., 2009;Starcke, Tuschen-Caffier, Markowitsch, & Brand,2010; Delazer et al., 2009; Delazer et al., 2010;Brevers et al., 2012)。

Frank等(2009)選取了21名采用多巴胺藥物治療的PD患者和23名健康被試, 采用IGT和GDT任務(wù), 分析被試的決策特點。結(jié)果發(fā)現(xiàn)非癡呆性PD患者在采用多巴胺能治療的早期階段風(fēng)險決策功能受損, 但模糊決策功能沒有受損。Starcke等(2010)選取23名OCD患者和22個健康被試, 采用IGT和GDT任務(wù)對其進行對照研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：OCD患者在模糊決策任務(wù)中存在障礙,在風(fēng)險決策任務(wù)中, 處于正常水平。結(jié)果進一步強調(diào)了OCD患者眼窩前額皮質(zhì)功能失調(diào), 背外側(cè)前額皮層的完整功能, 支持了模糊決策和風(fēng)險決策是兩個不同的決策過程。Delazer等(2010)發(fā)現(xiàn)癲癇患者在反饋學(xué)習(xí)和模糊決策任務(wù)中存在障礙,在風(fēng)險決策任務(wù)中能選擇有利牌。Brevers等(2012)選取65名賭博問題程度不同的被試和35名正常被試, 檢驗了賭博問題的程度和模糊決策、風(fēng)險決策之間的關(guān)系。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：賭博問題比較嚴(yán)重的被試在模糊決策中成績比較差。嚴(yán)孫宏、王海雷、馬慧娟、汪凱和陳先文(2012)探討了早期PD患者在概率不明確條件下的模糊決策能力是否受損, 并分析該功能損害與其他認(rèn)知功能的關(guān)系以及是否與基底節(jié)區(qū)病變有關(guān)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)早期PD患者存在模糊決策障礙和執(zhí)行功能障礙, 兩者間存在相關(guān)性。單純基底節(jié)區(qū)腦梗死對模糊決策和執(zhí)行功能無顯著影響, PD患者模糊決策障礙可能源于基底節(jié)以外腦區(qū)損害。

1.4 模糊決策的遺傳學(xué)研究

國外一些研究發(fā)現(xiàn)基因因素能夠解釋人類風(fēng)險行為的20%, 基因不僅影響健康人群的決策行為, 而且會影響決策障礙者(成癮者、抑郁癥等)的決策行為(Cesarini, Dawes, Johannesson,Lichtenstein, & Wallace, 2009; Jollant et al., 2007)?；?qū)δ：龥Q策的影響是目前決策領(lǐng)域的新課題,整合以往研究, 發(fā)現(xiàn)與模糊厭惡有關(guān)的基因主要包括：5-HTT基因(serotonin transporter length polymorphicregion, 5-HTTLPR)、色氨酸羥化酶-2(tryptophan hydroxylase-2, TPH2)、多巴胺D5受體基因(DRD5)的148堿基對等位基因、雌激素受體a基因(ESR1)、雌激素受體β基因(ESR2) (Stoltenberg& Vandever, 2010; He et al., 2010; Da Rocha, Malloy-Diniz, Lage, & Corrêa, 2011; Chew, Ebstein, & Zhong,2012; 蔡厚德, 張權(quán), 蔡琦, 陳慶榮, 2012)。

為探明模糊決策和風(fēng)險決策的遺傳學(xué)基礎(chǔ),He等人(2010)選取572名大學(xué)生, 要求其完成IGT任務(wù)和損失厭惡任務(wù)(LAT), 以檢測5-HTTLPR多態(tài)性對兩者的影響。實驗過程中測試了被試的智力、記憶力, 以控制基本認(rèn)知能力對決策的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)5-HTTLPR多態(tài)性在IGT和LAT任務(wù)下存在顯著差異, 攜帶短等位基因純合子(S/S)的個體在IGT任務(wù)前40次測試中的成績要差于攜帶長等位基因(L/L)純合子的個體, 且對男性的影響更明顯。

Stoltenberg和Vandever (2010)選取188名健康被試, 檢測其體內(nèi)5-HTT 基因和色氨酸羥化酶-2基因多態(tài)性對被試完成IGT的影響, 發(fā)現(xiàn)5-HTT基因多態(tài)區(qū)的多態(tài)性會影響IGT任務(wù)中前20次的成績, 而不影響其后80次的成績, 說明5-HTT基因多態(tài)區(qū)的多態(tài)性僅影響模糊決策而不影響風(fēng)險決策。

強迫癥患者的一個重要特征是決策功能障礙,腦源性神經(jīng)影響因子(BDNF)基因多態(tài)性與神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)有重要聯(lián)系, 在情感決策中起到重要作用。基于此, Da Rocha等(2011)采用IGT任務(wù)探討了強迫癥患者模糊決策功能障礙與腦源性神經(jīng)影響因子(BDNF)基因多態(tài)性(Val66Met)的關(guān)系, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)Met allele攜帶者在IGT任務(wù)中的成績比較差, 回歸分析結(jié)果表明Met allele僅影響IGT任務(wù)中前半部分的成績, 即與模糊決策相關(guān)。

Chew等(2012)采用325名被試, 應(yīng)用Ellsberg(1961)抽球任務(wù)范式, 從行為遺傳學(xué)角度對模糊厭惡和熟悉偏向進行了研究; 行為結(jié)果發(fā)現(xiàn), 雖然紅球和黑球比例不確定的瓶子給出的回報更多,仍有49.4%的被試傾向于選擇從紅球和黑球比例確定的瓶子里面抽球, 表現(xiàn)出模糊厭惡。遺傳學(xué)結(jié)果發(fā)現(xiàn), 在女性被試上發(fā)現(xiàn)多巴胺D5受體基因、雌激素受體基因與模糊厭惡有關(guān)。

2 問題提出

整合以往文獻, 發(fā)現(xiàn)研究者多從心理、認(rèn)知以及生理層面去探索模糊決策的深層次機制, 雖然初步揭示了模糊決策的部分機制, 但仍存在很多問題和爭議, 需要進一步系統(tǒng)的探討。

2.1 以往研究存在的問題和爭議

第一, 模糊決策是一種獨立的決策類型嗎？部分研究通過臨床患者(科薩科夫綜合癥、帕金森氏患者、強迫癥患者、癲癇病人、病理性賭博者)與正常被試的對照研究, 發(fā)現(xiàn)模糊決策不同于風(fēng)險決策。部分研究采用fMRI以及PET技術(shù), 圍繞兩者激活的腦區(qū)域是否相同或者激活了相同的腦區(qū)域但激活程度不同, 來判斷模糊決策和風(fēng)險決策的關(guān)系, 結(jié)果出現(xiàn)很多不一致的結(jié)論。遺傳學(xué)的一些研究也發(fā)現(xiàn)兩者是不同的。

第二, 通過查閱文獻以及預(yù)實驗, 我們認(rèn)為模糊決策是一種獨立的決策模型。因此, 深入探討模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制問題就非常必要。而模糊決策腦機制的研究多采用fMRI (高空間分辨率)以及PET技術(shù)進行, 研究者們也得出了不一致的結(jié)論, 如與模糊決策相關(guān)的腦區(qū)域, 究竟是眶額葉、腹內(nèi)側(cè)前額葉還是背外側(cè)前額葉皮層, 還是包含以上腦區(qū)域的一個神經(jīng)環(huán)路。

2.2 存在問題和爭議的原因

第一, 研究方法存在缺陷。① IGT任務(wù)主要用來診斷臨床患者的認(rèn)知功能障礙, 為臨床診斷、治療提供參考。任務(wù)本身是風(fēng)險決策與模糊決策的混合, 在完成IGT任務(wù)過程中, 被試經(jīng)過試誤、反饋學(xué)習(xí)逐漸習(xí)得了刺激-反應(yīng)之間聯(lián)系的一致性, 模糊情境下的內(nèi)隱規(guī)則外顯化; 而后是對內(nèi)隱規(guī)則的具體應(yīng)用, 此時模糊決策轉(zhuǎn)化為了風(fēng)險決策。很多決策領(lǐng)域的研究者直接拿IGT任務(wù)研究模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制、直接對照IGT任務(wù)和GDT任務(wù)下的結(jié)果來判斷模糊決策和風(fēng)險決策的關(guān)系, 由此得出的結(jié)論是不合理的。有研究者意識到IGT任務(wù)與模糊決策的關(guān)系, 在數(shù)據(jù)分析時, 將100次選擇分成5組, 找出模糊決策和風(fēng)險決策的分界線; 但“劃分成5組”的做法比較概括, 無法準(zhǔn)確判斷兩者的分界點或準(zhǔn)確分析被試的決策策略。在分析數(shù)據(jù)時, 有研究者把實驗的前20個trial作為模糊決策, 有研究者則把實驗的前40個trial作為模糊決策。② IGT任務(wù)本身存在混淆變量——“輸贏頻率”, 對于IGT功能的一般假設(shè), 已有不少學(xué)者提出批評(Fernie &Tunney, 2006; Chiu & Lin, 2007; Chiu et al., 2008)。以往研究在進行數(shù)據(jù)分析時, 也沒有考慮到輸贏頻率, 將(C+D)-(A+B), 得到一個總分進行分析,忽略了“B牌”的優(yōu)勢效應(yīng)(輸?shù)念l率低)。③原版IGT任務(wù), 在提供給被試反饋時, 同時呈現(xiàn)輸、贏的數(shù)額(如贏100, 同時輸300), 需要被試計算輸、贏的結(jié)果, 加重了記憶負(fù)荷。

第二, 模糊決策的研究范式不統(tǒng)一, 研究結(jié)論缺乏可比性。研究者分別采用艾爾斯伯格任務(wù)、IGT任務(wù)、封堵器等任務(wù)來研究模糊決策, 而每種任務(wù)所表述的模糊決策是不同的。如艾爾斯伯格任務(wù), 先要求被試選擇瓶子(即模糊選項和風(fēng)險選項), 模糊或風(fēng)險選項后獲益-損失的概率隨機呈現(xiàn); IGT任務(wù)下被試需要從四副牌中找到?jīng)Q策的規(guī)則, 有內(nèi)在的規(guī)律(優(yōu)勢牌、劣勢牌、獲益-損失的概率等); 而封堵器任務(wù)則通過圖形的方式呈現(xiàn)模糊的概率。

第三, 模糊決策腦機制的研究多采用fMRI(高空間分辨率)以及PET技術(shù)進行, 鮮有研究者采用ERP技術(shù)(高時間分辨率)來研究模糊決策。

2.3 解決方案

針對以往研究存在的第一個缺陷, 本研究從以下兩個方面進行改變：①采用多種數(shù)據(jù)分析方法, 更清晰的分離出模糊決策。首先, 通過優(yōu)勢選項-劣勢選項, 得到一個總的評價, 并對四副牌每副牌下的選擇率進行單獨分析; 其次, 將100次試驗分成10組, 對10個block下的(C+D)－(A+B)進行分析, 更精確的找到模糊決策和風(fēng)險決策的分界點。②通過改變每副牌下面隨機呈現(xiàn)的金錢數(shù)額大小, 使輸贏的概率匹配。③原版IGT任務(wù),需要被試計算輸、贏的結(jié)果; 本研究直接呈現(xiàn)給被試最終的結(jié)果, 減輕了記憶負(fù)荷, 使被試更關(guān)注IGT范式的內(nèi)在規(guī)則。針對以往研究存在的第二、三個缺陷, 我們在一個課題中同時采用Ellsberg抽球任務(wù)、改版的IGT任務(wù), 將ERP和fMRI技術(shù)相結(jié)合, 探索模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制,看其是否存在任務(wù)的特異性。在Ellsberg抽球任務(wù)中, 抽到相應(yīng)顏色球的概率是隨機的, 被試難以找到一個內(nèi)在的規(guī)則, 因此該任務(wù)下能提取出相對純的“模糊成分”或相關(guān)的腦區(qū)域。改版的IGT任務(wù), 通過采用不同的數(shù)據(jù)分析方法, 提取出與模糊決策相關(guān)的成分或腦區(qū)域。將兩種不同任務(wù)范式下的結(jié)果整合, 能夠更全面的說明模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制問題。

3 研究構(gòu)想

基于上述內(nèi)容, 本研究擬從以下三個角度對其進行系統(tǒng)探討。首先, 驗證模糊決策和風(fēng)險決策的關(guān)系, 證明模糊決策是一種獨立的決策模型;接著探討模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制; 最后采用特定的腦損傷患者(與模糊決策相關(guān)的腦區(qū)域損傷),進一步驗證模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制。

3.1 模糊決策是一種獨立的決策類型嗎？(模糊決策和風(fēng)險決策的分離實驗)

模糊決策是否是一種不同于風(fēng)險決策的獨立決策, 目前存在很多爭議。就如同前面的分析可見, 爭議可能是源自原來使用的IGT任務(wù)不純,因此, 我們使用前述改版的IGT任務(wù), 試圖抽離出比較純粹的模糊決策加工過程, 再在此基礎(chǔ)上將它和風(fēng)險決策比較, 探索其是否一種不同于風(fēng)險決策的獨立決策類型。

為了探索這一問題, 我們采用典型的分離方法：設(shè)置兩組被試(網(wǎng)絡(luò)成癮組和正?？刂平M), 使用兩個任務(wù)(模糊決策任務(wù)和風(fēng)險決策任務(wù))。如果兩者是不同, 那么網(wǎng)絡(luò)成癮組可能會表現(xiàn)出選擇性的模糊決策的損害。之所以選擇網(wǎng)絡(luò)成癮被試,是因為：1999 年, Young根據(jù)病理賭博(pathological gambling, PG)的癥狀演繹, 將網(wǎng)絡(luò)成癮歸屬于強迫控制障礙(鄭希付, 2008), 網(wǎng)絡(luò)成癮的癥狀類似病態(tài)賭博。張傳柱(2010)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成癮者抑制優(yōu)勢反應(yīng)的能力受到了損傷; 梁三才和游旭群(2010)發(fā)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)成癮者風(fēng)險決策能力與對照組無差異,但他們不確定情景下決策能力明顯低于對照組;網(wǎng)絡(luò)成癮者決策中學(xué)習(xí)能力差于對照組。Brevers等(2012)發(fā)現(xiàn), 病理性賭博者存在著模糊決策功能障礙, 模糊決策與執(zhí)行功能有關(guān)。那么網(wǎng)絡(luò)成癮者是否也存在著模糊決策功能障礙？而網(wǎng)絡(luò)成癮和模糊決策之間的直接研究, 鮮有研究者做過。

根據(jù)關(guān)注的因變量和分析方法的不同, 研究一具體設(shè)置以下3個實驗：實驗1應(yīng)用ERP技術(shù)(并對被試進行神經(jīng)心理測試), 關(guān)注兩者的腦電成分以及潛伏期、峰值的分離。在ERP研究中, 與模糊決策和風(fēng)險決策相關(guān)的腦電成分不同或者成分相同, 但兩者的潛伏期、峰值存在差異, 則證明兩者之間存在分離; 同時神經(jīng)心理測試成績與模糊決策和風(fēng)險決策之間有無相關(guān)、相關(guān)的類型、相關(guān)的程度等, 都可用來驗證兩者之間的關(guān)系。實驗2應(yīng)用生物反饋技術(shù), 關(guān)注模糊決策和風(fēng)險決策下提供獎勵或懲罰反饋后所產(chǎn)生的SCR的分離。實驗3應(yīng)用基因技術(shù), 關(guān)注被試體內(nèi)多巴胺D5受體基因上的分離(與網(wǎng)絡(luò)成癮有關(guān)的基因),根據(jù)“遺傳學(xué)研究”部分的綜述, 模糊決策與多巴胺D5受體基因有關(guān), 且存在性別差異。

實驗1 以網(wǎng)絡(luò)成癮者和正常人為被試, 采用改版的IGT任務(wù)和GDT任務(wù), 通過E-prime進行編程, 并對被試進行抑制控制(威斯康辛卡片分類測驗)、工作記憶(verbal storage and dual tasking)、反饋學(xué)習(xí)測試(a decision-making task, Starcke et al.,2010), 探索網(wǎng)絡(luò)成癮者是否存在認(rèn)知功能障礙,通過分析網(wǎng)絡(luò)成癮者在IGT和GDT任務(wù)中的成績以及兩者與抑制控制、工作記憶和反饋學(xué)習(xí)之間的相關(guān), 判斷模糊決策和風(fēng)險決策之間的關(guān)系及其認(rèn)知機制。研究假設(shè)：網(wǎng)絡(luò)成癮者存在決策功能障礙; 因網(wǎng)絡(luò)成癮癥狀類似于病理性賭博,而賭博患者在模糊決策中的成績較差, 故網(wǎng)絡(luò)成癮者在IGT任務(wù)(較差)和GDT任務(wù)上的成績(正常)會出現(xiàn)分離; 因網(wǎng)絡(luò)成癮者沉溺于網(wǎng)絡(luò), 其抑制控制能力受損, 故IGT任務(wù)會與抑制控制呈正相關(guān), GDT任務(wù)會與反饋學(xué)習(xí)和工作記憶相關(guān)。支持模糊決策和風(fēng)險決策存在分離。

實驗2 以網(wǎng)絡(luò)成癮者和正常人群為被試,采用改版的IGT任務(wù)和GDT任務(wù), 應(yīng)用生物反饋技術(shù), 通過記錄被試做出有利選擇和不利選擇之后的皮膚電反應(yīng)和心率, 從情緒情感的角度檢查模糊決策和風(fēng)險決策之間是否存在分離, 并進一步檢驗軀體標(biāo)記假說。研究假設(shè)：網(wǎng)絡(luò)成癮者與正常人都能對選牌后的獎勵或懲罰反饋做出SCR;但正常人會逐步出現(xiàn)預(yù)期性的SCR (做出選擇后即出現(xiàn))。網(wǎng)絡(luò)成癮者在IGT任務(wù)中出現(xiàn)的SCR要少于GDT任務(wù)。

實驗3 以網(wǎng)絡(luò)成癮者和正常人群為被試,采用改版的IGT和GDT任務(wù), 控制性別差異, 應(yīng)用基因技術(shù), 通過檢測被試體內(nèi)多巴胺D5受體基因?qū)GT和GDT的影響, 研究模糊決策和風(fēng)險決策之間是否存在分離以及模糊決策的遺傳根源。研究假設(shè)：模糊決策與多巴胺D5受體基因有關(guān), 且存在性別差異。

3.2 模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制研究

模糊決策腦機制的研究多采用fMRI (高空間分辨率)以及PET技術(shù)進行, 鮮有研究者采用ERP技術(shù)(高時間分辨率)來研究模糊決策。研究者所采用的模糊決策的研究范式也不統(tǒng)一, 研究結(jié)論缺乏可比性。

基于此, 將fMRI技術(shù)和ERP技術(shù)相結(jié)合, 在一個課題中同時采用Ellsberg抽球任務(wù)(能提取出相對純的“模糊成分”)、改版的IGT任務(wù)(新的數(shù)據(jù)處理方法), 將兩種不同任務(wù)范式下的結(jié)果整合,以期更好的說明模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制問題。

實驗4 以大學(xué)生為被試, 采用Ellsberg抽球任務(wù), 應(yīng)用ERP技術(shù), 通過操縱“獲得和損失金錢數(shù)額的大小”和“模糊程度的高低”來探討個體在“高、低模糊程度”、“大、小不同數(shù)額”條件下, 對待模糊決策的態(tài)度以及模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制。研究假設(shè)：預(yù)期在P3、FRN等腦電成分(沈翔宇, 2011)上出現(xiàn)差異。因模糊決策需要付出更多的認(rèn)知努力, 故要比風(fēng)險決策誘發(fā)更大的腦電成分。風(fēng)險決策與確定決策相減得到的差異波與模糊決策與確定決策相減得到的差異波存在差異。

實驗5 在實驗4的基礎(chǔ)上, 應(yīng)用fMRI技術(shù),采用全腦分析法, 考察不同數(shù)額、不同模糊程度的模糊決策的腦區(qū)激活情況。通過分析腦區(qū)激活情況, 考察模糊決策有哪些認(rèn)知成分參與。研究假設(shè)：模糊決策會激活前額皮層(與決策有關(guān))、眶額葉皮層(模糊程度預(yù)警)、杏仁核(模糊程度誘發(fā)情緒反應(yīng))等區(qū)域。模糊程度的表征方式不同, 誘發(fā)的模糊程度也會不同, 會影響被試對模糊程度的評估, 在腦區(qū)激活程度上會有所體現(xiàn)。

實驗6 以大學(xué)生為被試, 采用改版的IGT范式, 應(yīng)用fMRI技術(shù), 對被試完成IGT任務(wù)的整個過程進行掃描, 與實驗5的數(shù)據(jù)進行對照, 采用新的數(shù)據(jù)處理方法, 與以往的研究結(jié)果進行對照。

3.3 腦損傷患者的驗證性研究

研究二采用ERP技術(shù)和fMRI技術(shù)探討與模糊決策有關(guān)的腦機制, 根據(jù)研究二得出的結(jié)果,研究三選取特定的腦損傷患者(與模糊決策有關(guān)的腦區(qū)域), 進一步驗證研究二所得結(jié)果的可靠性。

實驗7 選取臨床上腦損傷患者(如眶額葉、腹內(nèi)側(cè)前額葉、背外側(cè)前額葉皮層等區(qū)域受損,結(jié)合研究二結(jié)果), 具體受損區(qū)域以及受損時間的控制, 會結(jié)合江西省人民醫(yī)院的病患情況進行處理。應(yīng)用fMRI技術(shù)或EEG技術(shù), 采用改版的IGT任務(wù)范式、Ellsberg抽球任務(wù), 研究被試的模糊決策特點, 并將研究二和本研究的結(jié)果相對照, 進一步驗證模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制。

4 小結(jié)

模糊決策是否是一種獨立的決策類型？針對這個問題, 本研究應(yīng)用事件相關(guān)電位技術(shù)、生物反饋技術(shù)和基因技術(shù), 采用IGT和GDT任務(wù)范式,通過網(wǎng)絡(luò)成癮人群和正常人群的對比研究, 去證明模糊決策是一種獨立的決策模型。既然模糊決策是一種獨立的決策模型, 那么其背后的認(rèn)知神經(jīng)機制又是怎樣的？針對這個問題, 應(yīng)用事件相關(guān)電位技術(shù)和磁共振技術(shù), 采用IGT范式和艾爾斯伯格選瓶任務(wù)范式, 研究模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制; 并選取特殊腦損傷患者進一步驗證模糊決策的認(rèn)知神經(jīng)機制。

總之, 本項目采用多項技術(shù)：生物反饋技術(shù)、ERP技術(shù)、fMRI技術(shù)、基因技術(shù), 圍繞模糊決策領(lǐng)域存在的一些問題, 對其進行系統(tǒng)的研究, 進一步拓寬了模糊決策的研究領(lǐng)域, 能為臨床上決策障礙者的認(rèn)知診斷提供更多理論參考。該項目的開展, 對理解人類在模糊情境下的決策機制以及模糊決策和風(fēng)險決策之間的關(guān)系, 具有重要的理論意義; 對臨床上成癮人群、腦損傷患者的認(rèn)知診斷和治療以及現(xiàn)實中企業(yè)和個人的決策, 具有重要的參考價值。

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