基于决策神经科学的风险决策机理研究

发布时间：2017-10-27 15:26

  本文关键词：基于决策神经科学的风险决策机理研究

  更多相关文章： 风险决策 情绪 动机 决策神经科学 功能核磁共振 事件相关电位

【摘要】：决策神经科学(decision neuroscience)是一门非常新兴的前沿学科,是管理科学新的学科生长点。它是在传统的行为决策科学研究的基础上发展起来的一门交叉学科,该学科试图利用神经科学的成像技术,结合认知科学和心理学的最近进展,与管理科学中的决策科学相结合,来研究人的决策行为背后的加工机制,打开大脑这个决策加工的“黑匣子”。通过对大脑水平决策加工过程的解读,在神经科学层面理解决策加工过程的机制,来重新审视传统的行为决策模型,为重塑决策模型的理论框架与规范基础提供实证依据。 风险决策是决策科学研究的一个重要主题。2002年,行为决策科学家丹尼尔·卡尼曼因其在风险和不确定决策领域的重要贡献而获得了当年的诺贝尔经济学奖。而在决策神经科学领域,2007年,亚利桑那大学决策神经科学实验室主任Alan Sanfey在《决策神经科学：判断与决策研究的新方向》一文中,提出决策神经科学的两大主题：一是对个人决策机制的研究；二是对社会环境中的个体之间互动的研究；其中对个体决策机制最重要的研究领域就是对风险决策的研究。 本研究以风险决策的加工处理过程为研究对象,利用功能核磁共振(functional magnetic resonance imaging, fMRI)和事件相关电位(event-related potential, ERP)两种神经成像技术为研究手段,开展了两个实验研究,来观察风险决策处理过程的神经基础。充分利用功能核磁共振高的高空间分辨率和事件相关电位的高时间分辨率特点来研究风险决策的预期、决策与反馈评估脑神经活动特征。本研究发现,预期情绪在决策的三个阶段——决策的预期、决策和结果的反馈中都起到了重要的作用,但是在三个阶段所起的作用又存在着差异,三个阶段的加工过程也存在不同。本研究在过去相关的决策科学、认知科学、神经科学和最近的行为决策科学等的研究成果的基础上,根据核磁磁共振空间定位和事件相关电位时间进程的信息,结合行为学数据的结果,从决策神经科学这一交叉学科的视角深入探讨了风险决策的加工机理,得到了如下的研究结论： (1)在风险决策的预期阶段,存在着预期的决策情感。利用功能核磁共振发现,无论是在获益还是损失线索下,都由奖赏相关的脑区中脑、腹、背侧纹状体的激活和惩罚相关脑区岛叶的同时激活来进行表征,而且随着线索唤醒度水平的增加,奖赏、惩罚脑区的信号也相应增加,体现了对未来大获益(小损失)的期望与小获益(大损失)的担心交织并存的预期情感状态,反映了决策者在决策预期阶段的决策动机。 (2)在风险决策的反馈阶段,反馈结果的评估对效价敏感。与在决策预期阶段正负线索有类似的大脑激活模式不同,大脑对正负反馈不同的结果产生不同模式的应答,奖赏反馈结果主要由内侧前额叶和腹侧纹状体来进行表征,而损失反馈结果主要由岛叶和扣带回来体现。并且在预期阶段由腹、背侧纹状体的同时激活来表征对预期可能结果的期望,而在反馈阶段在正性反馈结果下由腹侧纹状体来表征预测奖赏偏差,说明预期与反馈阶段的加工是分离的。 (3)与预期阶段存在预期的决策情感一样,在风险决策的决策阶段也存在着决策情感,这种情感帮助决策者协调决策情绪,高效、准确地完成风险决策的决策选择。利用事件相关电位发现在决策阶段错误相关负波(error realted negativity, ERN)与错误正波(error positivity, Pe)都参与了对风险情形和投资决策选择的调节,其中ERN反映了对未来可能风险与奖赏之间权衡利弊的预期情感评估,而之后的Pe成分反映了对决策阶段决策选择好坏的评价。起源于大脑前扣带回的ERN在决策阶段产生的对未来的预期情感使得决策者能够做出适应性的决策选择(adaptive choice),而且从大脑双系统理论的视角来看,这种加工可以在大脑意识水平下的系统1即可完成。 (4)在风险决策的反馈阶段,对反馈结果的评估反映了决策者对决策预期的再评估,为决策的学习和下一次决策行为的调整做好准备。与决策阶段不同的是,与ERN一样同样起源于大脑前扣带回的反馈相关负波(feedback related negativity, FRN)没有参与对风险情形的调节,但是其对决策阶段选项概率大小非常敏感。决策阶段决策选项的概率越大,在反馈评估阶段诱发更加明显的FRN,反映了反馈阶段对决策阶段的决策预期与反馈实际结果之间差异的表征,即表征了预测情感偏差,与功能核磁共振研究中反馈阶段腹侧纹状体激活的研究结论相一致。 本研究的创新点如下： (1)本研究发现预期阶段预期情感的存在,而且这种情感反映了对未来可能结果的动机。本研究利用功能核磁共振技术验证了过去Knutson Greer提出的预期情感假说的基本结论,并发现在预期阶段大脑奖赏系统和惩罚系统同时参与了对获益和损失线索的加工,而且是唤醒度敏感的,反映了对不确定后果的担心和期望并存的预期情感状态,这种状态反映了在决策预期阶段的决策动机。这一结论进一步延伸了过去的研究报告奖赏系统如伏隔核的激活可以预测接下来的风险偏好的决策行为,而惩罚系统如岛叶的激活可以预测接下来的风险规避行为的研究结论。 (2)本研究发现在决策阶段大脑的决策加工反映了决策者的适应性选择。本研究利用事件相关电位发现ERN参与了对风险决策情形与风险投资选择的动态加工,反映了对未来可能风险与奖赏权衡的预期情感评估,指引决策者在动态的风险决策环境中作出有利于自身的决策,为金融学的均值—方差模型提供了神经学水平的实证依据。起源于前扣带回的ERN对决策选择的表征说明情绪在个体决策者高效的决策中起到的关键作用,为Damasio提出的情绪对决策影响的躯体标记学说提供了支持,也从神经科学的层面验证了Kahneman总结的大脑决策加工的双系统模型,并说明其中的系统1在准确、快速的风险决策中起到了重要作用。 (3)预期情感在风险决策的预期、决策的执行和反馈评估三阶段中都起到了重要作用。如创新点1所述,预期情感在决策的预期阶段起到了重要作用,反映了对未来奖惩结果的预期动机；而在决策的执行阶段前扣带回(通过ERN来反映)作为一个协调情绪的重要脑区,参与了对未来预期风险与奖赏之间协调的表征。而在反馈阶段,前扣带回(通过FRN来反映)参与了对预期违反的表征。因此,决策的预期情感参与了风险决策的预期阶段、决策阶段和反馈评估阶段的加工。预期情感不只是在预期阶段参与了对未来结果的预期和表征,同样在风险决策的决策阶段与反馈评估阶段起也扮演者重要的角色,进一步丰富了基于决策神经科学研究提出的预期情感假说的研究内容。 (4)预期阶段、决策阶段与反馈阶段的加工存在差异,预期效用与体验效用是分离的,同样,决策效用与体验效用也是分离的。首先在预期阶段获益和损失的线索都表现为奖赏和惩罚系统的同时激活,反映了决策的动机；而在反馈阶段负性和正性的反馈结果有明显的区别,前者有奖赏系统的参与,而后者由惩罚相关脑区来表征,说明预期效用与体验效用是分离的。在决策阶段主要由协调奖赏和惩罚情绪的前扣带回来进行表征,反映对未来风险与奖赏预期的适应性表征；反馈阶段同样由起源于前扣带回的FRN参与对反馈结果表征,但是其与决策阶段ERN参与对风险情形的调节不同,FRN对风险情形不敏感,而是参与了对预期违反的表征。因此决策效用与体验效用也是分离的。从空间和时间的两个视角在神经科学的水平证实了Kahneman等提出的不同阶段的效用理论。
【关键词】：风险决策 情绪 动机 决策神经科学 功能核磁共振 事件相关电位
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：C934
【目录】：

• 致谢5-7
• 摘要7-11
• Abstract11-16
• 目录16-21
• 图目录21-26
• 表目录26-29
• 1 绪论29-49
• 1.1 研究背景和研究动机29-32
• 1.2 研究现状与问题32-36
• 1.2.1 研究现状概述32-35
• 1.2.2 研究问题的提出35-36
• 1.3 决策神经科学简介36-37
• 1.4 神经成像工具的简介37-41
• 1.4.1 功能核磁共振37-39
• 1.4.2 事件相关电位39-41
• 1.5 相关术语定义41-42
• 1.6 研究范围与对象42
• 1.7 研究目的和意义42-43
• 1.7.1 理论目的42
• 1.7.2 实践目的42-43
• 1.8 研究方法和技术路线43-44
• 1.8.1 研究方法43-44
• 1.9 技术路线44-47
• 1.10 论文框架与内容安排47
• 1.11 本章小结47-49
• 2 相关理论与文献评述49-117
• 2.1 基于预期的风险决策模型49-62
• 2.1.1 期望值、期望效用理论49-52
• 2.1.2 前景理论52-56
• 2.1.3 基于预期的风险决策的神经基础56-61
• 2.1.4 本节小结61-62
• 2.2 风险—价值的风险决策模型62-67
• 2.2.1 均值—方差模型的的行为学解释62-63
• 2.2.2 均值方差模型的神经学证据63-65
• 2.2.3 本节小结65-67
• 2.3 决策神经科学研究的基础知识67-90
• 2.3.1 神经科学的研究手段67-74
• 2.3.2 风险决策相关的脑区74-80
• 2.3.3 决策相关ERP成分的研究80-89
• 2.3.4 本节小结89-90
• 2.4 大脑双系统学说90-96
• 2.4.1 决策的双系统模型90-92
• 2.4.2 双系统模型的神经学证据92-94
• 2.4.3 对双系统模型的挑战94-95
• 2.4.4 本节小结95-96
• 2.5 情绪与决策96-115
• 2.5.1 躯体标记学说96-104
• 2.5.2 风险即情感学说104-109
• 2.5.3 预期情感假说109-114
• 2.5.4 本节小结114-115
• 2.6 本章小结115-117
• 3 研究的理论框架与相关假设117-137
• 3.1 研究的理论框架117-121
• 3.2 相关问题的研究假设121-132
• 3.2.1 实验一的研究假设121-125
• 3.2.2 实验二的研究假设125-132
• 3.3 本章小结132-137
• 4 实验研究一:预期阶段与反馈阶段的决策机制研究137-201
• 4.1 实验目的137
• 4.2 实验方法137-145
• 4.2.1 实验被试137
• 4.2.2 实验材料137-138
• 4.2.3 实验过程138-141
• 4.2.4 磁共振数据分析步骤141-145
• 4.3 行为结果145-147
• 4.4 成像实验结果一147-176
• 4.4.1 损失线索1147-149
• 4.4.2 损失线索2149-152
• 4.4.3 损失线索3152-154
• 4.4.4 获益线索1154-156
• 4.4.5 获益线索2156-157
• 4.4.6 获益线索3157-161
• 4.4.7 反馈阶段损失161-166
• 4.4.8 反馈阶段获益166-171
• 4.4.9 反馈阶段损失-获益171-173
• 4.4.10 反馈阶段获益-损失173-176
• 4.5 成像实验结果二176-188
• 4.5.1 损失线索177-181
• 4.5.2 获益线索181-185
• 4.5.3 获益线索-损失线索185-186
• 4.5.4 获益线索vs.反馈阶段获益-损失186-187
• 4.5.5 损失线索vs.反馈阶段获益-损失187-188
• 4.6 结果与讨论188-199
• 4.6.1 结果小结188-190
• 4.6.2 结果讨论190-199
• 4.7 本章小结199-201
• 5 实验研究二:决策阶段与反馈阶段的决策机制研究201-293
• 5.1 实验目的201
• 5.2 实验方法201-207
• 5.2.1 实验被试201-202
• 5.2.2 实验材料202-203
• 5.2.3 实验过程203-205
• 5.2.4 脑电数据分析步骤205-206
• 5.2.5 溯源分析步骤206-207
• 5.3 行为学数据分析207-210
• 5.4 对选项呈现的脑电分析210-252
• 5.4.1 投资与不投资的总体比较211-221
• 5.4.2 决定投资的分析221-228
• 5.4.3 决定不投资的分析228-234
• 5.4.4 投资与否在风险优势情形下的比较234-240
• 5.4.5 投资与否在风险中性情形下的比较240-246
• 5.4.6 投资与否在风险劣势情形下的比较246-252
• 5.5 反馈结果的脑电分析252-280
• 5.5.1 总体反馈赢与输253-262
• 5.5.2 不同风险情形的反馈分析262-268
• 5.5.3 不同幅值的反馈分析268-274
• 5.5.4 不同概率的反馈分析274-280
• 5.6 结果与讨论280-291
• 5.6.1 结果小结280-283
• 5.6.2 结果讨论283-291
• 5.7 本章小结291-293
• 6 研究结论与展望293-307
• 6.1 研究结论293-302
• 6.1.1 预期阶段295-297
• 6.1.2 决策阶段297-300
• 6.1.3 反馈评估阶段300-302
• 6.2 研究理论贡献302-304
• 6.3 实践意义304-305
• 6.4 研究的局限与展望305-307
• 参考文献307-323
• 附录1 前景理论的数学表达323-324
• 附录2 实验问卷324-325
• 附录3 线索图片与实验表现之间的关系325-326
• 附录4 实验一事后问卷示意图326-327
• 作者简历及在学期间所取得的主要科研成果327

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 辛秀颖;马寿峰;贾宁;;“闯黄灯”决策的影响因素分析——基于意向调查方法[J];交通信息与安全;2013年03期

2 吴鸽;周晶;雷丽彩;;行为决策理论综述[J];南京工业大学学报(社会科学版);2013年03期

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 卞军;安全管理中安全标志及其设计要素的感知机理研究[D];浙江大学;2014年

2 金佳;基于脑电信号分析的激励理论中内在与外在动机的机理研究[D];浙江大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 唐媚霞;高风险决策的神经机制研究[D];广州大学;2012年

2 邱梅;基于信息更新视角的不确定决策机理研究[D];浙江大学;2012年

3 王玉洁;冲动性对风险决策影响的实验研究[D];广州大学;2013年

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本文编号：1104108