论文笔记：一则fMRI研究支持自我损耗理论

Motivational incentives lead to a strong increase in lateral prefontal activity after self-control exertion

  • social cognitive and affective neuroscience 2016
  • Matthias S. Luethi et al.

背景假设

长久以来，人们都有这个经验，在一项劳神的活动后，进行另一项需要意志维持的活动的能力是下降的，这后一项活动，可能是体力劳动，也可能是脑力劳动(当然，这种经验也不是绝对的，我不怀疑有人会觉得在写完一大篇文章后，还有擦洗卫生间的充足动力）。对于这种情况，目前主要有两种假说来解释。一种是资源假说，即认为意志力是一种可损耗的资源，进行后一项活动的意志不足，是因为前一活动已经损耗了意志。另一种是动机假说，即认为意志力的内在是动机改变的产物。动物有天生的倾向，在长期进行一项活动后，会从这一活动脱离，进行另外的探索。从进化的意义上说，这种机制的好处是动物有更多机会去探索，有更大的几率获益。

另一个现象，就是当我们进行需要意志的活动，有明确即刻的奖励时，我们常常能坚持下去，做得不差。资源假设通常使用补偿机制解释这一现象。而动机假说则将之视为动机的权重重新调整。

曾有一些fMRI实验显示，在最初的自控任务后，额下回（IFG）的活性下降；杏仁核和眶额叶皮质对于情感线索和奖励物的反应增强，同时与额下回的连接性减低。

作者设计这一fMRI实验，用以检验两个假说。与传统行为实验一样，他们设计了两组自控任务，并在两组任务之间，给予金钱奖励以调节动机。假设奖励后进行两组自控任务的受试者完成程度与仅进行一组自控任务的受试者完成度一致，他们认为：

  • 如果结果符合动机假设： 那么前额皮层外侧区（即IFG及周围区域）的活性下降反映了继续执行任务的动机下降。如果增强动机，这种下降也应该相应消失。结果是，在第一轮自控任务后，给予奖赏，相应部位的活性与未进行自控任务的对照差不多。
  • 如果结果符合资源假说： 那么前额皮层外侧区的活性下降并不反映动机下降。此时，要以同等的表现完成任务，则需启动代偿机制。增加的动机将招募其他脑区，或使得某一已经激活的脑区活性进一步增强。因此，在已进行自控任务并受到奖赏的受试者中，我们将发现额外的激活。

方法

分组

  • 自控任务一->提示优秀奖励->自控任务二：预计25人（实际21人）
  • 自控任务一->无提示->自控任务二：预计25人（实际25人）
  • 对照任务一->提示优秀奖励->自控任务二：预计25人（实际21人）
  • 对照任务一->无提示->自控任务二：预计25人（实际21人）

步骤

  • 受试者在实验前练习自控任务一和自控任务二
  • 进入MRI完成相应任务
  • 完成问卷：对于实验的理解、人口学数据等
  • 获得报酬（所有人均获得任务二的奖励）并接受查问。

任务

  • 自控任务一
    • 升级版的“不要想白熊”。绿灯亮时，什么都可以想，包括白熊。红灯亮时，什么都可以想，除了白熊。每次灯亮2秒，之后是40秒黑屏时间。此时，受试者想到白熊，则需按钮计数。在红灯时按钮，实验人员就会告知他们“转移开注意力，想想看除了白熊以外的事情”。其他时间进行简单的反应时间任务，此时黄灯反复亮4-6次，受试者每次均需尽快按钮。按钮后黄灯熄灭，如果未按，则3秒后自动熄灭。包括14次红灯、7次绿灯和6次反应时间任务。完成需17分钟。
  • 对照任务一
    • 同上。但没有红灯任务，绿灯任务有21次。
  • 自控任务二
    • stroop task。246轮，语义-视觉一致192轮，语义-视觉不一致54轮。完成徐9分钟。

数据处理

  • 数据调整
  • 为每一个受试建立Stroop任务的正确应答不一致、正确应答一致、错误应答和按钮建立GLM
  • 比较正确回答不一致与正确回答一致的影像差异
  • 识别stroop任务共同激活的区域（单样本t检验）
  • 2×2 ANCOVA检验两个控制因素的差异，协同变量为Stroop interference
  • 多重检验校正：family wise error correction
  • 伏隔核、纹状体ROI分析用以检查奖赏相关脑区活化。使用WFU pickatlas、AAL toolbox解剖定位

结果

  • 行为学表现如图

1

以无奖励自控无剥夺组为对照，无奖励自控剥夺组表现显著更差；奖励自控剥夺组与对照无差异，比无奖励组更好；奖励自控无剥夺组与各组都没差异。

奖励并未额外提高任务二表现，只是将其提升到原有水平。

已经进行了一项自控任务的受试者似乎对奖励更敏感。

  • 与影像学数据相对照

2

全脑分析显示，左侧IFG的活化（pars triangularis）在交互作用上有显著性（缺少主效应？）。无奖励自控无剥夺组为对照，无奖励自控剥夺组显著低；奖励自控剥夺组显著升高，并较奖励无自控剥夺组更高。奖励自控无剥夺组与无奖励的组别无差异。

强化动机使得IFG活性代偿性升高，更符合资源假说。但对没有自我损耗的个体（对照）而言，使用奖励强化动机并不使IFG升高，相应的，其表现确实也与无奖励的相似，甚至接近无奖励的已损耗个体。是否这种情况下的奖励实际上削弱了动机？

  • stroop任务活化的脑区包括DLPFC灯前额皮层区域（以及IFG）、顶叶、扣带回等。而在有奖励的情况下，额叶、顶叶、枕叶、小脑的活化也较无奖励时显著。

  • 用动机假说能解释这个现象吗？

    • 引入“在损耗发生后，受试者对奖励信号更加敏感”这一假设（实验结果也支持），似乎可以用动机假说解释发生的现象。当然，这样解释的话，左侧IFG的活化直接代表了动机的强弱。
    • 因此，作者通过ROI分析，检查了通常认为与奖赏最相关的脑区NAc（和纹状体）。
    • 他们发现，奖赏对NAc的活化确实存在主效应，但是没有交互效应。即在NAc层面，损耗的受试者不存在奖赏的动机敏化。
    • 以NAc为协变量，对左侧IFG进行分析，也不改变原有结果。
  • 用资源假说对这一现象的解释
    • 损耗后，脑区（IFG）活性的下降反映了资源下降后，整合各个脑区执行任务的困难。而在奖赏后，IFG的超常活化则提示损耗者需要更大程度活化的IFG以代偿这种资源减少。有可能是受试者比以往更加努力，也有可能是受试者该换了策略，（不再劳动已经损耗的脑区）转而劳动IFG。当然，本实验也没有给出任何资源损耗的直接证据。。

results matching ""

    No results matching ""