反饋相關(guān)負波的神經(jīng)機制

反饋相關(guān)負波(FRN)的神經(jīng)機制胡馨木201910198901/02/03/04/05/什么是FRN結(jié)果評價的研究范式影響FRN的因素FRN的神經(jīng)機制研究進展目錄綜述框架反饋相關(guān)負波（feedbackrelatednegativity,FRN）是由代表行為錯誤或失去金錢等負性反饋刺激誘發(fā)的一種腦電波成分，出現(xiàn)在刺激呈現(xiàn)之后的200~300ms左右，波峰出現(xiàn)在反饋出現(xiàn)后250ms左右，波幅最大位于內(nèi)側(cè)額葉頭皮電極位置，因此也被叫做內(nèi)側(cè)額葉負波（medialfrontalnegativity,MFN）。偶極子源定位分析顯示FRN的發(fā)生源可能位于前扣帶回（anteriorcingulatedcortex,ACC）。結(jié)果評價最主要的ERP研究范式是簡單博弈任務(wù)和時間估計任務(wù)。FRN的波幅受到結(jié)果效價、結(jié)果大小以及被試是否預(yù)期到結(jié)果的影響。對于FRN的功能意義的解釋主要有強化學(xué)習(xí)理論和情緒動機假說。前者認為FRN反映的是神經(jīng)系統(tǒng)對反饋刺激的認知加工過程，而后者認為FRN反映的是對情緒動機意義的評價過程。參考文獻01、什么是FRN？FRN的研究是在錯誤相關(guān)負波研究的基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。在一些快速反應(yīng)時任務(wù)中，被試在按鍵之前就知道了正確的反應(yīng)應(yīng)該是什么，因此，只要被試按鍵后馬上就能察覺到自己是否錯誤；然而，在有的實驗任務(wù)中被試不能立刻知道自己是否做出正確的反應(yīng)，只能依靠外界信息的反饋。為了區(qū)別起見，由錯誤按鍵反應(yīng)誘發(fā)的相關(guān)負波，即response-lockedERN都稱之為ERN，如左圖；凡是由反饋刺激誘發(fā)的負波，即feedback-lockedERN都稱之為FRN，如右圖。FRN的潛伏期、波峰以及頭皮分布潛伏期：反饋出現(xiàn)后的200～300ms；波峰：反饋出現(xiàn)后250ms左右；頭皮分布：波幅最大位于內(nèi)側(cè)額葉頭皮電極位置（MFN）；發(fā)生源可能位于前扣帶（ACC）。時間估計任務(wù)簡單博弈任務(wù)Gehring&Willoughby（2002）向玲,王寶璽,&張慶林.(2012).)02、結(jié)果評價的研究范式1、簡單博弈任務(wù)被試首先看到兩個方塊，每一個方塊中都有一個數(shù)字5或25，代表5美分或25美分。被試通過按鍵選擇其中的一個方塊（選擇反應(yīng)）。做出選擇后，每一個方塊變成紅色或綠色（結(jié)果）。如果所選擇的方塊變成綠色，那么與選擇的數(shù)字相應(yīng)數(shù)量的錢被加到被試總的報酬中；如果選擇的方塊變成紅色，那么將從被試總的報酬中減去相應(yīng)數(shù)量的錢。2、時間估計任務(wù)時間估計任務(wù)中,讓被試估計1秒鐘的時間間隔。首先在屏幕的中央呈現(xiàn)注視點800ms,隨機間隔為400~600ms，之后在屏幕的中央出現(xiàn)一個五角星,讓被試估計五角星的呈現(xiàn)時間是否到了1秒,如果認為有1秒鐘,就按鍵反應(yīng),按鍵反應(yīng)后五角星消失,隨機間隔600~800ms后,在屏幕的中央呈現(xiàn)反饋信息1000ms。依據(jù)被試的時間估計情況給予反饋：當時間估計在一個可變的時間窗口內(nèi)(滑動時間窗口)時,就認定時間估計準確,得到正反饋；不在這個窗口內(nèi),就認定時間估計不準確，得到負反饋。Yeung&Sanfey（2004）FRN與預(yù)期FRN與結(jié)果大小FRN與結(jié)果效價Yeung&Sanfey（2004）Gu等（2011）03、FRN的影響因素FRN與結(jié)果效價、結(jié)果大小Yeung,N.,&Sanfey,A.G.(2004).Independentcodingofrewardmagnitudeandvalenceinthehumanbrain.TheJournalofNeuroscience,24(28),6258-6264.

1&2參考文獻

簡單博弈任務(wù)請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的標題請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的標題實驗流程圖ANOVA揭示了結(jié)果效價的主效應(yīng)：負性反饋刺激與正性反饋刺激相比，引起了更大的電位偏轉(zhuǎn)，即輸錢比贏錢引發(fā)了更大波幅的FRN。結(jié)果大小無顯著的主效應(yīng)，即結(jié)果大小并未引發(fā)FRN波幅的不同。FRN對未選擇的結(jié)果的效價和大小都不敏感。解釋：FRN只對結(jié)果反饋的效價（正性還是負性）敏感，而對于獎懲的量的多少并不敏感。因此，F(xiàn)RN只是將一個事件簡單地評價為好還是壞，是一個簡單且快速的評定，而不能夠?qū)Φ檬Щ颡剳偷牡燃夁M行更詳細的劃分。

3FRN與預(yù)期Gu,R.,Lei,Z.,Broster,L.,Wu,T.,Jiang,Y.,&Luo,Y.J.(2011).Beyondvalenceandmagnitude:aflexibleevaluativecodingsysteminthebrain.Neuropsychologia,49(14),3891-3897.參考文獻修改了YeungandSanfey’s(2004)的實驗設(shè)計將結(jié)果效價和結(jié)果大小分別呈現(xiàn)，而不是單獨呈現(xiàn)。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的標題請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的標題實驗流程圖Sequence(A):outcomevalence→outcomemagnitudeSequence(B):outcomemagnitude→outcomevalence請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。請在此輸入您的文本。Nieuwenhuis,Holroyd,Mol,&Coles,（2004）預(yù)期違反假說情緒動機理論強化學(xué)習(xí)理論Gehring&Willoughby,（2002）

Oliveira,McDonald,&Goodman,（2007）04、FRN的神經(jīng)機制強化學(xué)習(xí)理論Nieuwenhuis,S.,Holroyd,C.B.,Mol,N.,&Coles,M.G.(2004).Reinforcement-relatedbrainpotentialsfrommedialfrontalcortex:originsandfunctionalsignificance.Neuroscience&BiobehavioralReviews,28(4),441-448.1參考文獻

FourpredictionsofthereinforcementlearningtheoryTheFRNreflectsagood–badevaluation.FRNamplitudedependsontherelationbetweenactualvs.expectedoutcome.FRNamplitudevariesinverselywithERNamplitudeasafunctionoflearning.TheFRNisgeneratedinanteriorcingulatecortex.強化學(xué)習(xí)理論強化學(xué)習(xí)理論（Nieuwenhuis,Holroyd,Mol,&Coles,2004）是目前對FRN最有影響力的解釋，它認為FRN由中腦多巴胺系統(tǒng)產(chǎn)生，而中腦多巴胺系統(tǒng)參與獎賞預(yù)期和強化學(xué)習(xí)。一方面，基底神經(jīng)節(jié)參與當前事件的評估與預(yù)測，當基底神經(jīng)節(jié)所做的預(yù)測認為當前事件會帶來正性結(jié)果時，會導(dǎo)致中腦多巴胺系統(tǒng)神經(jīng)元的活動相位增加，反之所做預(yù)測當前事件會帶來負性結(jié)果時，會導(dǎo)致中腦多巴胺系統(tǒng)神經(jīng)節(jié)活動的相位降低。多巴胺活動相位的變化表明正在進行的事件與預(yù)期相比的結(jié)果，同時也用于更新其預(yù)測，以便該系統(tǒng)能夠逐漸從最早的對獎賞和懲罰的預(yù)期中進行學(xué)習(xí)。另一方面，多巴胺信號作為強化學(xué)習(xí)的信號，也被傳到內(nèi)側(cè)額葉，它會促進行為的適應(yīng)性調(diào)整。多巴胺信號對ACC的調(diào)節(jié)作用決定了FRN的波幅：當結(jié)果比預(yù)期差時，多巴胺相位的降低解除了對ACC的抑制，引起更大的FRN；反之結(jié)果比預(yù)期好時，多巴胺相位的增加抑制了ACC，引起更小的FRN；ACC使用多巴胺信號改進當前的行為。

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情緒動機理論Gehring,W.J.,&Willoughby,A.R.(2002).Themedialfrontalcortexandtherapidprocessingofmonetarygainsandlosses.Science,295(5563),2279-2282.參考文獻FRN反映了錯誤檢測活動，是對負性反饋引起的情緒動機意義的評價，其目的是使具有動機的行為得以實現(xiàn)。對于FRN的發(fā)生源，前人研究都比較一致的認為在ACC及附近，而ACC不僅與認知過程有關(guān)，同時也與情緒功能的關(guān)系密切，它對于人們評價行為的好壞非常重要。實驗的結(jié)果說明了FRN反映的是對得失的敏感而對反應(yīng)的正確錯誤不敏感；同時發(fā)現(xiàn)被試在輸錢后更加傾向冒險，這些都與強化學(xué)習(xí)理論相矛盾，因此他們認為前扣帶回的活動不是對每一次行為的評價而是對行為造成的結(jié)果引起的情緒動機意義的快速評價。另外，一些研究認為FRN就是ERN的一種，很多的研究證明ERN跟情緒、人格、動機因素有關(guān)。據(jù)此，可以推斷，F(xiàn)RN也會受到情緒，動機以及人格變量因素的影響。

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預(yù)期違反假說Oliveira,F.T.,McDonald,J.J.,&Goodman,D.(2007).Performancemonitoringintheanteriorcingulateisnotallerrorrelated:expectancydeviationandtherepresentationofaction-outcomeassociations.Journalofcognitiveneuroscience,19(12),1994-2004參考文獻實驗流程圖&ERP波形圖“預(yù)期違反”假說ACC是作為檢測違反預(yù)期的事件而不是檢測錯誤或比預(yù)期差的事件。FRN反映的是實際反饋與預(yù)期不一致，而不是負性的反饋刺激引發(fā)的。該理論認為FRN是由預(yù)期違反引起的，不管是正反饋還是負反饋，只要與預(yù)期相反就會引發(fā)FRN。因為被試大多會表現(xiàn)得過度自信，因此違反預(yù)期的負性反饋會引發(fā)更大的FRN波幅。05、研究展望目前對結(jié)果評價腦機制的研究已經(jīng)取得了一些進展。但仍然有兩個關(guān)鍵角度的研究還十分欠缺。首先，從發(fā)展的角度研究兒童青少年結(jié)果評價能力的發(fā)展變化過程仍然十分欠缺。兒童青少年的認知和情緒表達能力在整個兒