O Papel do Córtex Cingulado Anterior na Tomada de Decisões
Pesquisas mostram como o ACC influencia as escolhas baseadas em recompensa e o aprendizado.
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Índice
- Como o ACC Afeta a Tomada de Decisão
- Memória de Trabalho e o ACC
- O Equilíbrio Entre Exploração e Exploração
- O Impacto da Estimulação no Aprendizado
- Efeitos no Desempenho e Velocidade de Aprendizado
- As Consequências da História de Recompensas
- A Importância do Aprendizado Adaptativo
- Direções Futuras de Pesquisa
- Conclusão
- Fonte original
Pesquisas recentes mostraram que uma parte do cérebro chamada Córtex Cingulado Anterior (ACC) tem um papel importante em como tomamos decisões com base em Recompensas. Quando essa área tá danificada ou não tá funcionando direito, isso afeta nossa habilidade de escolher as melhores opções disponíveis, principalmente em situações onde o valor dessas opções muda ao longo do tempo. Esse problema fica ainda mais claro em ambientes imprevisíveis, onde as recompensas podem variar com frequência.
Como o ACC Afeta a Tomada de Decisão
Quando a gente tá olhando pra escolhas, o ACC ajuda a lembrar das recompensas passadas e a usar essas informações pra tomar decisões melhores. Por exemplo, se um determinado objeto já deu boas recompensas no passado, a gente espera que ele faça o mesmo no futuro. Mas, se o ACC não tá funcionando, as pessoas podem ter dificuldade em se lembrar de quais objetos foram recompensadores e podem lutar pra escolher esses objetos quando têm a chance.
Curiosamente, quando o ACC não tá legal, os indivíduos não ficam escolhendo repetidamente as mesmas opções ruins. Na verdade, eles têm dificuldade em manter o foco e selecionar opções que acabaram de receber recompensas. Isso sugere que o ACC ajuda a integrar informações de recompensa ao longo do tempo e usa isso pra guiar as escolhas futuras.
Memória de Trabalho e o ACC
Uma maneira que o ACC ajuda na tomada de decisão é mantendo uma espécie de "memória" sobre quais objetos foram recompensadores. Essa memória pode acelerar o aprendizado porque permite que a gente se lembre de opções que foram recompensadas no passado, mesmo quando elas não estão disponíveis no momento. Pesquisas mostraram que quando o ACC é estimulado, ele pode ajudar as pessoas a tomarem decisões melhores com base no que elas lembram sobre recompensas passadas.
Além disso, acredita-se que o ACC também ajude a entender o valor de diferentes características de objetos em situações complexas onde as escolhas não são tão simples. Quando enfrentamos várias características visuais, ter uma boa memória de trabalho sobre objetos que foram recompensados recentemente pode ajudar a acelerar o aprendizado em comparação a métodos mais lentos que dependem de tentativa e erro.
Exploração e Exploração
O Equilíbrio EntreOutra função importante do ACC é equilibrar entre explorar novas opções e explorar opções familiares e recompensadoras. Em ambientes estáveis onde as recompensas não mudam, geralmente é melhor ficar com as opções conhecidas. Mas, quando a situação fica incerta, o ACC se torna crucial pra guiar a exploração. Quando as recompensas anteriores param de vir de escolhas familiares, o ACC ajuda a incentivar as pessoas a procurarem novas possibilidades.
Estudos mostraram que quando o ACC não tá funcionando direito, as pessoas podem não explorar o suficiente em tempos incertos, levando a oportunidades perdidas de recompensas melhores. Isso destaca o papel essencial do ACC em ajustar o comportamento com base no que aconteceu no passado.
O Impacto da Estimulação no Aprendizado
Pra entender melhor como o ACC funciona, os pesquisadores realizaram experimentos em que o ACC era estimulado eletricamente enquanto os participantes faziam escolhas. Nesses experimentos, os participantes recebiam recompensas ou punições com base nas suas escolhas, e os pesquisadores mediam como a estimulação afetava o aprendizado deles ao longo do tempo.
Os resultados revelaram que estimular o ACC durante o processo de aprendizado muitas vezes prejudicava a habilidade dos participantes de aprender de forma eficaz, especialmente quando o aprendizado era desafiador ou quando a motivação era maior devido a recompensas ou perdas potenciais. Por exemplo, quando os participantes enfrentavam uma situação mais complexa onde tinham que aprender a partir de três características de objetos em vez de apenas uma ou duas, a estimulação tornava mais difícil pra eles aprenderem as associações de recompensa.
Efeitos no Desempenho e Velocidade de Aprendizado
Quando o ACC foi estimulado enquanto os participantes faziam escolhas corretas, eles tiveram dificuldade em lembrar quais características dessas escolhas eram importantes pra futuras seleções. Isso foi especialmente notável quando eles foram recompensados por fazer seleções corretas. A estimulação parecia confundir o processo de aprendizado deles, dificultando a melhora depois de receber recompensas.
Curiosamente, a estimulação não parecia afetar as escolhas deles em termos de velocidade. Em vez disso, impactava principalmente a habilidade deles de aprender com as experiências passadas. Os participantes conseguiam reconhecer escolhas, mas eram menos eficazes em ajustar suas estratégias com base nessa reconhecimento.
As Consequências da História de Recompensas
A pesquisa também focou em como o histórico de recompensas dos participantes afetava o processo de tomada de decisão deles. Ficou claro que quando os participantes tinham um resultado positivo de escolhas anteriores, eles tinham mais chances de continuar fazendo escolhas corretas, especialmente se esses resultados estavam ligados à obtenção de tokens, que representavam recompensas.
No entanto, quando o ACC foi estimulado durante escolhas recompensadoras, essa reforço positivo foi diminuído. Os participantes não conseguiram utilizar seu sucesso passado de forma eficaz, mostrando menos melhora em tentativas subsequentes. Isso sugere que estimular o ACC interferiu no reconhecimento das características que levaram a decisões bem-sucedidas.
Aprendizado Adaptativo
A Importância doOs achados dessa pesquisa mostram como o ACC é essencial pra adaptar estratégias de aprendizado com base nas experiências passadas. O ACC não só ajuda a lembrar quais escolhas foram recompensadoras, mas também auxilia na adaptação da exploração futura de escolhas com base nesse histórico.
Quando o ACC não tá funcionando direito, a habilidade de aprender com experiências positivas e se adaptar às incertezas diminui. Como resultado, os participantes se tornam menos eficazes em escolher as melhores opções disponíveis, particularmente quando enfrentam ambientes complexos ou que mudam rapidamente.
Direções Futuras de Pesquisa
Entender o papel do ACC tem implicações importantes pra várias áreas, incluindo psicologia, neurociência e até inteligência artificial. À medida que os pesquisadores continuam a explorar como o ACC ajuda na tomada de decisão, estudos futuros podem investigar formas de melhorar suas funções, especialmente em pessoas com dificuldades de aprendizado ou distúrbios.
Além disso, mais pesquisas poderiam explorar como diferentes métodos de estimulação afetam o aprendizado e os processos de tomada de decisão. Ao entender como o ACC opera, pode haver maneiras de melhorar funções cognitivas em diversas populações.
Conclusão
Resumindo, o córtex cingulado anterior é uma parte vital do cérebro que influencia significativamente nossa habilidade de aprender com experiências e tomar decisões informadas. Ao integrar informações de recompensa, facilitar a memória de trabalho e gerenciar o equilíbrio entre exploração e exploração, o ACC desempenha um papel crítico nos nossos processos de tomada de decisão. Quando é interrompido, isso pode levar a desafios em se adaptar a novas informações e, em última análise, impactar nossa habilidade de escolher sabiamente. Entender e potencialmente aproveitar as funções do ACC poderia levar a melhores resultados no aprendizado e na tomada de decisão em diferentes contextos.
Título: Anterior Cingulate Cortex Causally Supports Meta-Learning
Resumo: Short SummaryThe anterior cingulate cortex encodes object-specific reward histories, but how this information contributes to behavior has remained unclear. This paper shows that micro-stimulating the anterior cingulate when subjects fixate multidimensional objects whose values are not yet known impairs learning their value. Micro-stimulation reduced prediction error weighting and impaired the meta- learning adjustment of the exploration-exploitation trade-off and the use of working memory of object values during periods of uncertainty. SummaryIn dynamic environments with volatile rewards the anterior cingulate cortex (ACC) is believed to determine whether a visual object is relevant and should be chosen. The ACC may achieve this by integrating reward information over time to estimate which objects are worth to explore and which objects should be avoided. Such a higher-order meta-awareness about which objects should be explored predicts that the ACC causally contributes to choices when the reward values of objects are unknown and must be inferred from ongoing exploration. We tested this suggestion in nonhuman primates using a learning task that varied the number of object features that could be relevant, and by controlling the motivational value of choosing objects. During learning the ACC was transiently micro-stimulated when subjects foveated the to-be-chosen stimulus. We found that stimulation selectively impaired learning when feature uncertainty and motivational value of choices were high, which was linked to a deficit in using reward outcomes for feature-specific credit assignment. Application of an adaptive reinforcement learning model confirmed a primary deficit in weighting prediction errors that led to a meta-learning impairment to adaptively increase exploration during learning and to an impaired use of working memory to support learning. These findings provide causal evidence that the reward history traces in ACC are essential for meta- adjusting the exploration-exploitation balance and the strength of working memory of object values during adaptive behavior. Conflict of Interest Statement: The authors declare no competing financial interests.
Autores: Thilo Womelsdorf, R. L. Treuting, K. B. Boroujeni, C. G. Gerrity, P. Tiesinga
Última atualização: 2024-06-13 00:00:00
Idioma: English
Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598723
Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.06.12.598723.full.pdf
Licença: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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