使用实验经济学与功能磁共振成像方法测量风险性与模糊性选项的主观价值

摘要

利用功能磁共振成像和行为学方法，确定人类大脑中对风险性和模糊性选项主观价值的神经表征。

摘要

我们所做的大多数选择都会带来不确定的结果。在某些情况下，不同可能结果的概率是明确已知的，这种情况被称为“有风险”。而在另一些无法估计概率的情况下，则被称为“模糊性”。尽管大多数人对风险和模糊性都存在厌恶^1,2，但这种厌恶程度在不同个体之间存在显著差异，因此同一项有风险或模糊性选项的主观价值在不同个体中可能大不相同。我们将功能磁共振成像（fMRI）与一种基于实验经济学的方法³相结合，用以评估大脑对风险性和模糊性选项主观价值的神经表征⁴。该技术目前可用于研究不同人群（如不同年龄组和不同患者群体）中这些神经表征的差异。

在本实验中，受试者在面临两个选项时做出具有实际后果的选择，同时利用功能性磁共振成像（fMRI）追踪其神经活动。在每一次试验中，受试者需在两个彩票选项之间进行选择，这些彩票在奖金金额上有所不同，同时在中奖概率或与中奖相关的模糊程度上也存在差异。我们的参数化设计使得我们能够利用每位受试者的选择行为来估计他们对风险和模糊性的态度，从而估算出每个选项对他们而言的主观价值。该实验设计的另一个重要特征是，在实验过程中不会揭示所选彩票的实际结果，因此不会发生学习效应，从而确保模糊选项始终保持其模糊性，且受试者的风险态度保持稳定。相反，在扫描会话结束时，会随机选取一次或少数几次试验，并以真实货币兑现。由于受试者事先并不知道哪些试验将被选中，因此他们必须将每一次试验都视为唯一可能获得报酬的试验来对待。这一设计确保了我们能够准确估计每个选项对每位受试者的真正主观价值。随后，我们寻找大脑中激活水平与风险选项主观价值相关的脑区，以及激活水平与模糊选项主观价值相关的脑区。

方案

1. 实验准备

1. 第一步是设计代表风险选择和模糊选择的视觉刺激材料，这些材料将在扫描仪中的屏幕上呈现。我们使用的图像如图中所示。 图1 用于表示装有扑克筹码的袋子，我们称之为“彩票袋”。从图形上看，这些图像可以被视为在将筹码放入袋子之前堆叠在一起的扑克筹码。重要的是，这些图像代表真实的容器，在本例中为信封，其中装有100枚红色和蓝色的扑克筹码，受试者在实验开始前会实际看到这些内容。这确保了受试者既理解他们将面对的彩票情境，也相信计算机显示准确地呈现了这些彩票。对于风险性彩票，中奖概率即特定信封中红蓝筹码的比例，将通过数字和图形刺激两种方式精确呈现。图1A）。对于模糊彩票，部分关于概率的信息缺失（图1B），使得红色筹码与蓝色筹码的可能比例有界但未明确指定，从而导致获胜概率具有部分模糊性。
2. 对于风险彩票，每张图像中的红色和蓝色区域分别与信封中红色和蓝色筹码的数量成正比。我们建议至少使用3种结果概率。⁴ (图1A）。所使用的具体概率可根据实验的具体要求而变化，但实验者应谨慎避免使用过高或过低的概率。已知人类受试者通常会对低于10%或高于90%的概率产生误判⁵除非旨在研究这种系统性误判，否则应避免这些极端情况。
3. 为了表示模糊性，计算机显示中芯片堆叠的中央部分被一个灰色遮罩遮挡图1B

讨论

我们采用了一种实验经济学方法来表征受试者的行为，并估计个体对风险和不确定性的态度。随后，我们利用这些估计值来分析神经数据。

以往已有研究采用其他方法来考察受试者在风险和不确定性条件下做出选择时的fMRI活动^8,12。然而，我们的方法结合了若干重要特征。首先，本研究采用参数化设计，系统性地改变不同参数（金额、概率和不确定性水平），从而能够量化每个个体对风险和不确定性的态度，并计算每个选项对每位受试者的主观价值。其次，由于获得了个体层面的行为测量指标，我们可以在被试内部水平上分别针对风险和不确定性条件，寻找其脑区激活与该行为指标相关的脑区。这种方法能够在控制不同条件之间可能存在的差异（如选择行为差异）的同时，清晰地检验某一参数（主观价值）在不同条件下的神经编码机制。第三，通过在实验结束时随机选取一个试次并以真实货币支付，我们促使受试者真实地表达其偏好¹³。

在行为层面，该方法使我们能够仅用两个数值来概括每个受试者的独特选择行为，这两个数值分别代表个体对风险和模糊性的态度。标准经济学理论指.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
Allegra 头部专用 3.0 T 磁共振成像扫描仪	Siemens AG	也可使用全身扫描仪
NM-011 发射头线圈	Nova Medical
E-prime	Psychology Software Tools	刺激呈现软件
Matlab	Mathworks