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避免惩罚也是一种奖励:人脑学习机制的新发现

2006-07-06 10:49 Hackjin Kim, Shinsuk PLoS Biology 阅读 0
核心摘要: 最新研究通过功能性磁共振成像揭示,避免惩罚与获得奖励在大脑内侧眶额皮质产生相似的神经激活,表明两者共享学习机制。这一发现不仅深化了我们对人类行为激励的理解,也为探索风险行为的神经生物学基础提供了新方向。

在日常生活中,为了激励孩子完成家务,家长常常会采用奖励或惩罚措施。例如,承诺购买零食作为奖励,或威胁扣除零花钱作为惩罚。那么,孩子对奖励和避免惩罚的反应是否相同?心理学家通过行为实验发现,避免惩罚本身也能产生奖励效果。

近期发表于开放获取期刊PLoS Biology的研究中,加州理工学院的Hackjin Kim、Shinsuke Shimojo和John TMDoherty通过功能性磁共振成像(fMRI)扫描,探讨了人类在执行简单操作性条件反射任务时的脑活动。研究聚焦于内侧眶额皮质(medial orbitofrontal cortex, OFC),该区域与奖励相关刺激密切相关,尤其是涉及金钱奖励时。结果显示,OFC不仅在获得奖励时被激活,在避免惩罚的学习过程中同样表现出显著激活,支持了奖励与避免惩罚共享神经机制的假设。

实验中,16名参与者通过选择屏幕上的两种分形图像,可能赢得或失去一美元。每次选择后,参与者会收到四种反馈之一:奖励(美元图片及“你赢了!”)、负面结果(同图片及“你输了!”)、中性(扰乱的美元图片及“无变化”)、或无反馈(空白屏幕)。奖励试验中,选择带来高或低概率的获奖;避免惩罚试验中,选择带来高或低概率避免损失。

随着实验进行,参与者逐渐学会选择带来更高奖励概率或更低负面结果概率的分形图像。正如预测,内侧OFC在参与者避免损失或获得奖励时表现出更高的激活,而在遭遇负面结果或无奖励时则激活下降。与中性试验相比,奖励和避免惩罚事件均引发显著更高的脑活动,负面结果和无奖励则导致脑活动下降。Kim等人认为,这些fMRI结果直接证明了避免坏结果和获得奖励在内侧OFC引发相似神经反应。

研究表明,避免负面结果和获得奖励对于大脑来说本质上都是实现目标的过程。奖励作为外部信号强化与积极结果相关的行为,而惩罚则作为内在奖励信号强化避免坏结果的行为。通过fMRI证据连接避免和奖励回路,研究人员未来可进一步解析OFC内不同神经元群体在“避免奖励反应”中的作用,并有望揭示病理性风险行为的神经生物学基础。

参考文献:
Kim H, Shimojo S, TMDoherty JP (2006) Is avoiding an aversive outcome rewarding? Neural substrates of avoidance learning in the human brain. PLoS Biol 4(8): e233. DOI: 10.1371/journal.pbio.0040233.

联系方式:
John O'Doherty
加州理工学院
1200 E California Blvd
Pasadena, CA 91106
jdoherty@hss.caltech.edu

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