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脳内の意思決定プロセスを理解する

この研究は、私たちの脳が選択肢を評価して意思決定をする方法について探ってるよ。

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目次

毎日、私たちは選択を迫られています。ランチに何を食べるか、店で何を買うかといったことから、私たちの決定は多くの場合、異なるオプションを比較することを含みます。研究者たちは、私たちがこれらの選択をどのように行うかを何年も研究してきており、選択肢を天秤にかけるとき、私たちの脳で何が起こるのかを調べています。この研究は、各オプションの価値と、どのように決定に至るのかの2つの重要なアイデアに焦点を当てています。

選択肢の価値の評価

ピザやサラダのように2つのアイテムの間で決めるとき、私たちはしばしばそれぞれの特性や自分がどれだけ楽しんでいるかを考えます。この楽しみは「価値」と呼ばれることがあります。脳にはこの価値に反応する部分があり、私たちがどのオプションを好むのかを判断するのを助けています。科学者たちは、特定の脳の活動パターンが、私たちが異なる選択肢をどれだけ評価しているかに関連していることを発見しています。

意思決定中の脳のプロセス

私たちの脳は決定を下すとき、いくつかのことを行います。たとえば、オプションを見た際、私たちの脳はそれを評価し始めます。これに気づいていなくても、評価は自動的に行われ、私たちの選択に影響を与えます。この評価プロセスは、実際の選択を行うプロセスとは別のものです。

研究者たちは、オプションを評価している時と選択をしている時では、脳の活動が異なることを発見しました。科学者たちは、脳の活動を測定するツール(例えば、EEG(脳波計))を使って、選択のタイミングに関連して特定の脳活動がいつ起こるのかを見ています。

証拠の蓄積の役割

意思決定がどのように行われるかを考える人気のある方法は、結論に達するための証拠を集めることと見ることです。たとえば、2つのデザートの選択肢の間で決めるとき、それぞれのデザートについて、味、カロリー、どれだけ食べたいかなどの情報を脳が集めます。この「証拠」は、決定を下すのに十分と感じるまで積み重なります。

研究では、このプロセスは「閾値」と呼ばれる特定のポイントまでの証拠の蓄積として説明されることがよくあります。人々が決定するのに時間がかかるとき、通常は証拠の蓄積が遅いことに関連しており、一方、早い決定は通常、証拠が早く蓄積されるときに起こります。

評価と選択の区別

オプションを評価することと選択を行うことは関連しているように見えますが、別の活動です。評価はオプションを評価することに関するものであり、選択は決定する行為です。いくつかの研究では、私たちはオプションを詳細に比較する前に、どれだけ好きかを評価することが最初であると示唆しています。

これは興味深い質問を生みます:私たちの脳は、オプションを評価するための信号と選択をするための信号で異なる反応を示しますか?研究者たちは、EEGパターンを分析することでこれを解明しようとしています。彼らは、選択肢を評価する時と最終的に1つを選ぶ時で、ユニークな脳活動があるかどうかを見たいと考えています。

研究アプローチ

これらのプロセスがどのように機能するかを見るために、研究者たちは参加者が消費財のような異なるアイテムの選択をしなければならない実験を行いました。参加者は2つのアイテムのうちどちらを選ぶかを決める前に、それぞれのアイテムをどれだけ好きか評価しました。彼らの脳活動が記録され、評価と選択の段階でどのように変化したかが観察されました。

研究者たちは、アイテムの一般的な好みや選択中に行われた比較に関連する2種類の脳信号を特に探しました。これにより、これらのプロセスが同時に行われているのか、それとも別々に行われているのかを明らかにすることができました。

結果:評価と選択に関する発見

結果は脳活動において明確な違いを示しました。参加者がアイテムを見た後、どれだけ好きかに関連する信号はすぐに現れ、即座に評価が行われたことを示しています。一方、選択に関連する信号は、参加者が実際に決定を下す直前に現れました。

この発見は、私たちの脳がオプションの評価と選択を別の段階で処理していることを示唆しています。評価は早く行われ、選択はもう少し時間がかかります。これは、脳の一部が素早くオプションを評価するのを助け、別の部分が決定を下すのを助けることを意味しています。

証拠蓄積の再考

証拠の蓄積が、決定前にオプションに関する情報を集めるプロセスを反映しているという考えにもかかわらず、研究者たちは、これらの信号が現れる方法がこの考えに常に合致しているわけではないことを発見しました。たとえば、参加者が簡単な選択に直面したとき、通常の証拠の蓄積モデルから期待されるものとは異なる脳の活動パターンを示しました。

簡単な選択の方が選択に至るまでの脳活動がより大きくなるという予想と反対に、結果的には、簡単な選択の方が大きな活動を示しました。これは、脳信号が証拠の蓄積に関連しているという以前の解釈が誤解を招いている可能性があることを示唆しています。

反応時間の影響

予期しない結果の一因として考えられるのは、参加者が反応するのにかかった時間です。これらの実験では、彼らは最大4秒間選択をすることができました。対照的に、他の研究では反応のために短い時間枠を使用しました。この決定するための長い時間が、脳活動がその期間にわたって広がる可能性があり、証拠の蓄積に関連する通常のパターンを見ることを難しくしているかもしれません。

研究者たちは、決定を下す速さに基づいて反応を比較することでこれを探求しました。興味深いことに、迅速な反応のみを見た場合、脳活動のパターンは証拠の蓄積から期待されるものに非常に似ていることがわかりました。

過去の研究の再分析

研究者たちはまた、脳活動における証拠の蓄積信号を報告していた以前の研究を振り返りました。選択肢が提示された時と反応が行われる時の脳信号を分離する新しい方法を適用したところ、これらの証拠の蓄積のパターンが消えてしまったことがわかりました。

これは、以前に証拠の蓄積と解釈されていたものが、異なる時間に発生する信号の混合であり、結果を混乱させる可能性があることを意味します。彼らの分析は、意思決定の研究において脳活動を解釈する際に慎重な方法を使用する重要性を強調しています。

研究の新たな方向性

この研究は、異なる種類の脳信号が私たちの意思決定プロセスにどのように関連しているかを引き続き探求する必要性を強調しています。評価と選択の区別を理解することで、人間の行動の理解が深まります。また、これらのプロセスをより正確にモデル化し、シミュレーションする方法についての疑問を提起します。

結論

結論として、意思決定の研究は、私たちの脳が選択肢を評価することと決定を下すことの際に異なる活動を行うことを明らかにしています。脳活動を調べることで、研究者たちは私たちがどのように選択を評価し、比較するのかについての洞察を得ることができます。これらの発見は、意思決定の理解を進化させる必要があるかもしれない、特にさまざまな神経信号の区別とそれが私たちの行動に与える影響に関して示唆しています。

これらの分野に対するさらなる研究は、私たちの選択の理解を洗練させ、実際のシナリオにおける行動を予測するためのより良いモデルにつながる可能性があります。意思決定の調査は、大きな発見の可能性を秘めたエキサイティングな分野であり続けます。

オリジナルソース

タイトル: Common neural choice signals can emerge artifactually amidst multiple distinct value signals

概要: Previous work has identified characteristic neural signatures of value-based decision-making, including neural dynamics that closely resemble the ramping evidence accumulation process believed to underpin choice. Here, we test whether these signatures of the choice process can be temporally dissociated from additional, choice-independent value signals. Indeed, EEG activity during value-based choice revealed distinct spatiotemporal clusters, with a stimulus-locked cluster reflecting affective reactions to choice sets and a response-locked cluster reflecting choice difficulty. Surprisingly, neither of these clusters met the criteria for an evidence accumulation signal. Instead, we found that stimulus-locked activity can mimic an evidence accumulation process when aligned to the response. Re-analyzing four previous studies - including three perceptual decision-making studies - we show that response-locked signatures of evidence accumulation disappear when stimulus-locked and response-locked activity are modelled jointly. Collectively, our findings show that neural signatures of value can reflect choice-independent processes and look deceptively like evidence accumulation. Significance StatementTo choose, people must evaluate their options and select between them. Selection is well described by a process of accumulating evidence up to some threshold, with an electrophysiological signature in the centroparietal positivity (CPP). However, decision-making also gives rise to value signals reflecting affective reactions and other selection-unrelated processes. Measuring EEG while participants made value-based choices, we identified two spatiotemporally distinct value signals, neither reflecting evidence accumulation. Instead, we show that evidence accumulation signals found in the CPP can arise artifactually from overlapping stimulus- and response-related activity. These findings call for a significant reexamination of established links between neural and computational mechanisms of choice, while inviting deeper consideration of the array of cognitive and affective processes that occur in parallel.

著者: Romy Froemer, M. R. Nassar, B. V. Ehinger, A. Shenhav

最終更新: 2024-07-17 00:00:00

言語: English

ソースURL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.02.502393

ソースPDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.08.02.502393.full.pdf

ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。

オープンアクセスの相互運用性を利用させていただいた biorxiv に感謝します。

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