利用fmri研究人类决策中估计误差的表征和学习的神经机制

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1、UniversityofScienceandTechnologyofChina博士学位论文论文题目利用丨研究人类决策中姑讨误差的表征和学习的神经如制作者姓名‘“学科专业神经生学导师姓名議故梭完成时间二—工力ts神我术大博士学位论文在利用研究人类决策中估计误差的表征和学习的神经机制作者姓名：汪莹学科专业：生物物理专业导师姓名：张效初教授完成时间：二一五年五月UniversityofScienceandTechnologyofChinaADissertationforDoctor'sDegreeAnfMRIStudyofPred

2、ictionErrorRepresentationandLearningduringDecisionMakingAuthor'sName:YingWangSpeciality:BiophysicsSupervisor:Prof.XiaochuZhangFinishedtime:May,2015中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行研宄工作所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人己经发表或撰写过的研宄成果。与我一同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明

3、确的说明。作者签名签字日期：力中国科学技术大学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。公开□保密（—年）导师签名：作者签名：危冬、签字日期：？签字日期：目录目录第一章绪论选题背景和意义决策是人类

4、重要的高级认知功能决策优化理论与估计误差学习估计误差的神经基础估计误差处理机制仍未解决的问题研宄内容与预期结果研宄的技术方法和分析方法功能磁共振成像的原理和技术发展功能磁共振数据分析原理和基本分析方法全脑模式分析大脑功能连接分析多通道经颅直流电刺激的原理和应用第二章估计误差表征和学习的神经机制研究目的研宄方法实验流程安排实验被试信息实验决策任务功能磁共振数据采集行为学模型分析行为学数据分析磁共振数据的预处理多重线性回归全脑模式分析⋯研究结果行为学分析结果百录估计误差的表征和学习重复检测结果第三章估计误差表征和学习的补充验证研

5、宄的补充分析一方法补充分析一结果补充分析二方法补充分析二结果第四章估计误差学习相关脑区必要性分析研宄目的研宄方法研宄结果小结第五章讨论估计误差的表征和学习估计误差表征和学习相关脑区的功能特征分析估计误差的学习是意外”驱动的多巴胺能神经元投射脑区的功能其他讨论和总结第六章展望强化学习模型中估计误差学习速率是个变量对的抑制作用成瘾等导致决策学习能力下降旳机制的研宄从组织生化水平上对学习能力下降的机制的研宄参考文献：附录基本信息调查问卷目录附录实验操作步骤附录爱荷华博弈任务指导语附录风险决策任务指导语作者简历及在读期间所取得的主要

6、科研成果摘要摘要决策过程中，选项的实际奖赏风险与预期奖赏风险之间的差别，称之为奖赏风险估计误差。强化学习的计算模型认为，估计误差的学习在强化学习过程中起到了关键作用。神经生物学的研宄表明，估计误差的学习的神经基础可能存在于中脑多巴胺能神经元及其投射的纹状体和前额叶等。然而，强化学习的估计误差处理过程中，这些脑区的作用区分、以及是否都参与了估计误差的学习，并不清楚。我们提出这个问题主要从以下三个角度考虑：首先，不同的决策任务中，估计误差的作用不同。有的任务中，各选项的输赢概率是明确的。此时，各选项的期望奖赏风险可以直接估算出来

7、。只因为是概率事件，所以即便可以计算出期望奖赏风险，实际结果也可能和期望值之间存在差别，即奖赏风险估计误差。但这种情况下，估计误差不代表期望奖赏风险改变了，即不被学习，也不影响之后的预期；相反，有的任务中，各选项的概率是未知的。此时，个体预估各选项的奖赏风险时，之前的估计误差是重要的学习内容，可以帮助修正对输赢概率的认知和各选项的预期。由此可见，估计误差的在不同的任务中，作用不同。为了表述的方便，这里，我们把与学习或者修正无关的认知加工过程称为估计误差的表征，而用来学习和修正的认知加工过程称为估计误差的学习。其次，估计误差的

8、不同作用的神经机制仍然不清楚。例如，采用了一个概率未知的决策任务，发现，最终掌握概率的学会组，在产生奖赏估计误差时纹状体激活；相反，未学会组的纹状体则没有激活。但是，在这个任务中，估计误差可能有表征和学习两个加工过程。未学会组的障碍可能是在表征，也可能是在学习，所以纹状体到底是参与了奖赏估