Overview
Source : Laboratoires de Jonas T. Kaplan et Sarah I. Gimbel — University of Southern California
Prise de décisions est un élément important de la fonction exécutive humaine, dans laquelle un choix sur un cours d’action ou de la cognition est fabriqué à partir de nombreuses possibilités. Dommages aux parties inférieures du lobe frontal peuvent affecter la capacité d’une personne à prendre les bonnes décisions. Cependant, alors que les déficits décisionnels peuvent avoir un impact important sur sa vie, ces déficits peuvent être difficiles à quantifier en laboratoire. Dans les années 1990, une tâche a été conçue pour imiter la vie réelle prise de décision dans le laboratoire. Cette tâche, connue comme l’Iowa Gambling Task (IGT), est une tâche cognitivement complexe, largement utilisée dans la recherche et des études cliniques comme une mesure très sensible de la capacité décisionnelle. 1-3
Dans l’IGT, un participant est montré quatre jeux de cartes et choisit de révéler une carte d’un pont à chaque tour. Lorsqu’une carte est retournée, le participant recevra de l’argent, mais parfois aussi devra payer une pénalité. Deux des ponts ont des gains plus élevés, mais ont aussi des pénalités élevées telles que le choix de ces ponts conduit à une perte nette à long terme. Les deux autres ponts ont des gains inférieurs, mais aussi des pénalités plus petites présentes, afin que le choix de ces ponts conduit à un gain net. Ainsi, pour faire un choix avantageux, les participants doivent intégrer des informations sur les pertes et les gains au fil du temps.
Cette vidéo montre comment administrer l’IGT pour comparer les performances de patients atteints de lésions au cortex préfrontal ventromédian à un groupe de sujets de témoins appariés, révélant la contribution unique de cette région du cerveau à la prise de décisions.
Procedure
1. participant recrutement
- Recrutement de patients
- Recruter des 10 patients atteints de lésions au secteur du cortex préfrontal ventromédian.
- Dommages dans cette région sont confirmé par la neuro-imagerie IRM. Le cortex préfrontal ventromédian est situé à la paroi médiale plus antérieure du cortex cérébral, sur la face ventrale. Les dommages peuvent être unilatérale ou bilatérale, mais ne doit ne pas dépasser le cortex préfrontal ventromédian. Un exemple du cerveau d’un tel patient est illustré à la Figure 1.
Figure 1 : reconstruction d’ordinateur du cerveau d’un patient présentant des dommages VMPFC. Ce patient a des dommages bilatéraux au cortex préfrontal médial, comme illustré dans cette reconstitution 3D fabriquée à partir d’images IRM. Images courtoisie de Hanna Damasio.
- Recrutement de contrôle
- Recruter des 20 participants sans lésions cérébrales, qui sont appariés en âge et en intelligence avec la population de patients.
- S’assurer que les participants ont été pleinement informées des procédures de recherche et ont signé tous les formulaires de consentement approprié.
2. collecte des données
- Afin d’examiner les déficits décisionnels de patients atteints de lésions du cortex préfrontal ventromédian, patients et participants contrôle exécutera la tâche de jeu de l’Iowa. 1
- Accueillir le participant à une table en face de quatre jeux de cartes identiques prospectifs.
- Donner le participant de 2 000 $ en argent fictif.
- Fournir des instructions au participant sur comment se déroulera l’expérimentation.
- Dire le participant que le jeu nécessite une série de sélections de la carte, en retournant une seule carte à la fois de l’un des quatre tas de cartes.
- Dire le participant que le but de la tâche est de maximiser les profits sur l’argent du prêt.
- Dire le participant qu’après avoir tourné chaque carte, ils recevront une certaine somme d’argent (prédéterminé pour chaque tour de cartes de chaque pont).
- Dire le participant, qu'ils sont libres de passer de n’importe quel jeu à l’autre, à tout moment, aussi souvent qu’ils le souhaitent.
- Il n’y a aucune limite de temps pour le participant de choisir un pont.
- Commencer la tâche.
- Après avoir tourné quelques cartes, le participant est donné de l’argent mais aussi de payer une pénalité. Le montant de la pénalité est annoncé après que la carte est activée et est prédéterminée pour chaque tour de cartes de chaque pont (connue uniquement de l’expérimentateur ; La figure 2). Donner au participant le montant d’argent qu’ils gagnent et dites-leur de main de l’expérimentateur d’argent qu'ils ont perdu, avant de passer au tour suivant.
- Transformer une carte de platine A ou B donne 100 $, tournant une carte du pont C ou D de rendements de 50 $. Montants des sanctions sont plus élevés dans les plates-formes A et B que les ponts C et D.
- Ponts A et B sont équivalents en termes de perte nette globale au cours des essais, mais en platine A la punition est la plus fréquentent et de magnitude plus faible que chez du pont B.
- Ponts C et D sont équivalents en termes de gain net global, mais en pont C, la punition est plus fréquentent et de plus faible amplitude que dans Carter D.
- Utiliser le calendrier préprogrammé de récompense et de punition sur la carte de pointage (Figure 2).
- Par exemple, si le participant choisit d’abord une carte de platine A, ils obtiennent une récompense de 100 $ et aucune punition.
- Si le deuxième choix de la carte est également de la platine A, ils obtiennent une récompense de 100 $ et aucune punition.
- Si le troisième choix de la carte est également de la platine A, ils obtiennent une récompense de 100 $ et une peine de 150 $.
- Garder une trace de la carte tourne en marquant que chacun des 100 tours dans la cellule appropriée à la Figure 2.
- Le participant fait 100 carte passes, choix d’une carte de n’importe quel jeu chaque fois. Puisqu’il y a seulement 40 cartes dans chaque jeu, ils pourraient manquer de cartes dans un jeu donné avant la fin de l’expérience.
Figure 2 : horaire programmé de récompense et de punition. Ce tableau est utilisé par l’expérimentateur pour déterminer la récompense et punition pour chaque tour de cartes. Le participant est récompensé avec le montant en dollars dans la première colonne et est présenté avec une punition selon la planification détaillée dans les colonnes suivantes. Chaque ligne représente un jeu de cartes, soit A, B, C ou D. Pour chaque tour de cartes depuis ce pont, le participant reçoit le montant en dollars dans la première cellule. Chaque colonne représente la tour de la carte du module correspondant. Par exemple, les deux premiers tours de platine A n’ont aucune pénalité, puis au troisième tour de platine A a une pénalité de $150. Il y a 40 cartes dans chaque jeu, chacun étant représenté par une colonne dans le tableau. S’il vous plaît cliquez ici pour visionner une version agrandie de cette figure.
3. analyse des données
- Observez et comparez la chronologie des réponses pour le contrôle et les populations de patients. Ensuite, pour analyser les performances des patients et de comparer leurs performances à l’exécution normale, utiliser une analyse de variance (ANOVA) pour examiner le nombre de cartes de chaque pont choisi par témoins normaux et de patients. Analyse de la variance devrait avoir les variables du groupe (contrôles contre les patients) et les choix (A, B, C, D).
- Un t-test de Newman-Keuls subséquent peut servir à montrer quelles différences par paires contribuent à l’importance de l’analyse de la variance.
Prise de décisions est un élément important de la fonction exécutive humaine, celle dans laquelle un choix sur une ligne de conduite est fait de nombreuses possibilités.
Par exemple, capacité d’une personne pour obtenir une boisson pourrait résulter de prendre les bonnes décisions, comme le choix d’aller à la caisse et payer pour cela, ou des plus pauvres, comme la course à la porte sans avoir à payer.
Ce dernier exemple — l’acte risqué de voler — est considérée comme une décision indésirable, celle qui se produit en raison de dommages aux lobes frontaux — et en particulier, le cortex préfrontal ventromédian, VMPFC en abrégé.
Cette vidéo montre comment concevoir et exécuter la tâche de Gambling Iowa — une mesure très sensible de la capacité de décision complexe — où particuliers doivent intégrer des informations sur les gains et les pertes au cours d’un jeu de cartes à haut risque.
Dans cette expérience, deux groupes de participants — patients avec des lésions connues à des VMPFC et des contrôles, ne sont pas ces dommages — exécuter la tâche de Gambling Iowa, qui examine la capacité décisionnelle qui traite récompense et de punition.
Tous figurent quatre ponts — libellées A à D, qui contiennent les cartes identiques prospectifs et compte tenu de l’argent de jeu à utiliser, comme le global vise à maximiser les profits.
À chaque tour, les participants choisissent une carte de n’importe lequel des quatre pieux et par la suite recevront une certaine somme d’argent prédéterminée qui ne sait que le chercheur.
Par exemple, ils pourraient choisissez une carte qui entraîne non seulement gagner de l’argent, mais aussi perdre un peu. Ou bien, ils peuvent même perdre plus que ce qu’ils gagnent. L’astuce consiste alors à comprendre le risque associé à chaque pont.
Bien que A et B donnent une plus grande récompense que C et D, elles aussi entraîner des peines plus élevées et donc conduisent à des pertes sur le long terme. Ponts A et B causer des pertes à long terme, mais la peine a est plus fréquente et d’une amplitude plus faible que dans B.
Dans l’ensemble, choisissant de A et B se traduira par des pertes nettes, alors que choisir entre C et D se traduira par des gains nets, c’est pourquoi les ensembles A et B sont appelés mauvais et C et D aussi bon.
Ainsi, pour faire des choix avantageux, les participants doivent intégrer des informations sur les pertes et les gains au fil du temps et éviter les mauvais jeux.
La variable dépendante ici est le nombre de tours de cartes que le participant fait de chacune des quatre ponts.
Basé sur les travaux antérieurs de Bechara, Damasio et collègues, patients atteints de lésions VMPFC sont censés faire des sélections plus des mauvaises — A et B — et éviter de choisir de la bonne, C et D — imitant leur incapacité réelle de prendre des décisions valables.
Aux fins de cette démonstration, essai un patient présentant des dommages corticaux connus. Notez que leurs données seront comparées à celles recueillies de contrôles sans lésions cérébrales, qui correspondent également à l’âge et l’intelligence.
En prévision de la tâche, le patient à une table en face de quatre jeux de cartes identiques prospectifs de siège et le remettre 2 000 $ en argent fictif.
Indiquez-lui qu’ils doivent choisir une seule carte à la fois de n’importe lequel des quatre pieux, et après avoir inversé à chaque carte, ils recevront une certaine somme d’argent.
Outre les informer qu’ils sont libres pour basculer entre les ponts à tout moment, aussi souvent qu’ils le souhaitent et à prendre leur temps, afin de maximiser leur profit sur l’argent du prêt.
Commencez par avoir les patient font leur première sélection et annoncer le montant de la récompense ou sanction selon le tableau de bord. Leur donner la quantité d’argent qu’ils gagnent et dites-leur de remettre retour tout l’argent qu’ils ont perdu avant de passer au tour suivant.
Garder une trace de chaque tour de cartes en marquant la cellule appropriée de la carte de pointage. Dans le cas où un pont est atteint avant que l’expérience est terminée, prévenir le patient qu’ils peuvent choisir maintenant seulement des trois plate-formes restants. Terminer la tâche lorsque 100 cartes ont été transformées.
Pour examiner les décisions des participants au fil du temps, tracer les sélections de pont sur la route des 100 essais — séparément pour les contrôles par rapport aux patients atteints de lésions VMPFC.
Tandis que les contrôles initialement échantillonnée depuis les ponts de mauvais, ils finalement appris à les éviter. Patients, en revanche, a continué d’échantillonner les méchants tout au long de l’expérience.
Pour faire des comparaisons de groupe, résument ces données dans un graphique à barres, où le nombre total de tours de cartes est tracé sur les ponts.
Remarquez comment contrôle normal fait plusieurs sélections depuis les ponts bons — C et D et éviter le mauvais — A et B. En revanche, patients atteints de lésions VMPFC fait des sélections plus d’ensembles de mauvais et dans une large mesure évité les bons.
Ces résultats indiquent que les patients présentant des lésions cérébrales frontales comportent différemment dans cette tâche par rapport aux témoins sains, tels qu’ils attirent plus souvent depuis les ponts de punition haute récompense/haute, même si ces décisions résultent des pertes à long terme.
Maintenant que vous êtes familier avec la tâche de Gambling Iowa pour quantifier les résultats risquées chez les patients atteints de lésions du lobe frontal, regardons comment le paradigme peut servir à évaluer le processus décisionnel dans diverses populations, y compris les personnes avec des dommages de l’amygdale et personnes souffrant de schizophrénie.
Alors que le rôle de la PFC dans le processus décisionnel est bien étudié, autres régions du cerveau contribuant à l’application avantageuse par rapport aux choix défavorables.
Étant donné le rôle de l’amygdale dans le traitement des stimuli incitatifs, dommage à cette région perturberait probablement l’intégration des États de récompense et de punition vitales à la tâche de jeu.
À l’aide d’un modèle similaire, les chercheurs ont montré que les patients atteints de lésions bilatérales amygdale démontrent aussi graves déficiences décisionnels.
À l’instar de patients atteints de lésions VMPFC, schizophrènes également choisissent de mauvais ponts ; Toutefois, ils montrent un modèle distinctif de choix, faites les sélections plus de la faible fréquence mais pertes de grande intensité — ponts B et D.
Ces résultats indiquent que les patients schizophrènes sont sensibles à la récompense par rapport à peine, mais avantageusement ne prennent pas en compte l’ampleur de la punition.
Ainsi, la tâche de l’Iowa le jeu peut être utilisée pour révéler un éventail de contributions cognitives à prendre des décisions qui peuvent être associés aux différents déficits sous-jacent.
Vous avez juste regardé introduction de Jupiter à la quantification des processus décisionnel dans le laboratoire à l’aide de la tâche de jeu de l’Iowa. Maintenant vous devriez avoir une bonne compréhension de comment administrer ce paradigme en observant et en répondant aux choix de cartes différentes, ainsi que la façon d’analyser et d’interpréter les résultats.
Merci de regarder !
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Results
Carte de 100 tirages de quatre jeux de cartes, témoins normaux fait plusieurs sélections depuis les ponts bons (C et D) et éviter les mauvais ponts (A et B). En revanche, les patients atteints de lésions du cortex préfrontal ventromédian (VMPFC) fait plusieurs sélections depuis les ponts mauvais (A et B) et éviter les ponts bons (C et D ; La figure 3). Le nombre de cartes sélectionnées par les contrôles des ponts A et B ont été significativement plus faible que le nombre de cartes tirées de ces ponts par les patients. En revanche, le nombre de cartes choisi par la population contrôle des ponts C et D était significativement plus que le nombre sélectionné par les patients.
Figure 3 : contrôler le sujet et patient performance sur la tâche de Gambling Iowa. Dans une centaine des sélections carte de quatre jeux de cartes témoins normaux fait plusieurs sélections depuis les ponts bons (C et D) et sont plus portés à éviter les mauvais ponts (A et B). En revanche, les patients atteints de lésions du cortex préfrontal ventromédian fait plusieurs sélections depuis les ponts mauvais (A et B) et éviter de choisir des plate-formes bons (C et D).
Ces résultats montrent que les patients se comportent différemment dans cette tâche de témoins en bonne santé, car ils ont tendance à attirer des ponts de punition haute récompense/haute plus fréquemment même si ces ponts entraînent des pertes à long terme. Examen de la répartition des réponses montre que ce déficit de performance est stable au fil du temps. Tandis que l’exemple de contrôles au départ des plate-formes mauvais, ils apprennent finalement de les éviter. Patients, d’autre part, continuer à déguster des plate-formes mauvais tout au long de l’expérience. Puisque les participants doivent s’appuyer sur leur capacité à estimer quelles plate-formes sont risquées et qui ne sont rentables au fil du temps, les performances des patients imite leur incapacité réelle à pris des décisions avantageuses. Cette tâche permet la détection de la déficience chez ces patients dans un environnement de laboratoire et donne un aperçu du rôle de le VMPFC, qui apparaît crucial pour l’intégration des connaissances émotionnel sur les résultats de la décision dans le comportement.
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Applications and Summary
Cette tâche peut servir à évaluer les déficits décisionnels dans diverses populations. Par exemple, en plus de patients atteints de lésions à la VMPFC, patients atteints de lésions bilatérales amygdale montrent aussi sévères déficiences décisionnels qui peuvent être mesurées par l’IGT. En outre, prise de décision défavorable caractérise les diverses conditions psychopathologiques, y compris la toxicomanie, jeu pathologique, schizophrénie, troubles obsessionnels compulsifs, anorexie mentale, trouble hyperactivité avec déficit de l’attention, psychopathie, l’obésité et bien d’autres.
Un des avantages de cette tâche est sa capacité à distinguer les différentes contributions cognitives au processus complexe de prise de décision. Par exemple, nous pouvons comparer les performances de patients atteints de lésions VPMFC aux patients atteints de schizophrénie, qui montrent des déficits sur la tâche. La tendance des patients VPMFC de choisir des plate-formes mauvais a été interprétée comme un déficit en incorporant les informations sur les conséquences futures à long terme sur le comportement ; chez ces patients, les choix sont faits uniquement sur la base du potentiel récompense à court terme. Patients atteints de schizophrénie également choisissent plus souvent des plate-formes mauvais que chez les témoins normaux. Cependant, leur modèle distinctif de choix, où ils ont tendance à choisir plus souvent des plate-formes avec des basses fréquences, pertes de grande intensité (ponts B et D), révèle un déficit sous-jacent différent. 4 ce motif de choix suggère que les patients schizophrènes sont sensibles à la fréquence de récompense contre la punition, mais avantageusement ne prennent pas en compte l’ampleur de la punition. Ainsi, l’IGT est en mesure de révéler un éventail de contributions cognitives à prendre des décisions qui peuvent être associés à un dysfonctionnement dans différentes régions du cerveau.
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References
- Bechara, A., Damasio, A.R., Damasio, H. & Anderson, S.W. Insensitivity to future consequences following damage to human prefrontal cortex. Cognition 50, 7-15 (1994).
- Bechara, A., Damasio, H., Tranel, D. & Damasio, A.R. Deciding advantageously before knowing the advantageous strategy. Science 275, 1293-1295 (1997).
- Li, X., Lu, Z.L., D'Argembeau, A., Ng, M. & Bechara, A. The Iowa Gambling Task in fMRI images. Hum Brain Mapp 31, 410-423 (2010).
- Shurman, B., Horan, W.P. & Nuechterlein, K.H. Schizophrenia patients demonstrate a distinctive pattern of decision-making impairment on the Iowa Gambling Task. Schizophr Res 72, 215-224 (2005).
