Overview
Fuente: Laboratorios de Jonas T. Kaplan y Sarah I. Gimbel, University of Southern California
Toma de decisiones es un componente importante de humano función ejecutiva, en el que una opción sobre un curso de acción o de la cognición se hace de muchas posibilidades. Daños a las partes inferiores de los lóbulos frontales pueden afectar la capacidad de una persona para tomar buenas decisiones. Sin embargo, mientras que el déficit de toma de decisiones puede tener un gran impacto en la vida, estos déficits pueden ser difíciles de cuantificar en el laboratorio. En los mid-1990s, una tarea fue diseñada para imitar la toma de decisiones de la vida real en el laboratorio. Esta tarea, conocida como el Iowa Gambling Task (IGT), es una tarea cognitivamente compleja utilizada extensamente en la investigación y estudios clínicos como una medida altamente sensible de la capacidad de toma de decisiones. 1-3
En la IGT, una participante se muestra cuatro mazos de cartas y elige revelar una carta de una baraja en cada vuelta. Cuando una tarjeta se da la vuelta, el participante recibirá algo de dinero, pero a veces también tendrá que pagar una multa. Dos de las cubiertas tienen rentabilidades más altas, sino también las penas altas que elegir de estas cubiertas conduce a una pérdida neta en el largo plazo. Las otras dos bandejas tienen rendimientos más bajos, pero también presentes penas menores, por lo que elegir de estas cubiertas conduce a una ganancia neta. Por lo tanto, para hacer una opción ventajosa, los participantes deben integrar información sobre las pérdidas y ganancias en el tiempo.
Este video muestra cómo administrar la IGT para comparar el rendimiento de pacientes con daño a la corteza prefrontal ventromedial a un grupo de sujetos control emparejados, revelando la contribución única de esta región del cerebro a la toma de decisiones.
Procedure
1. participante reclutamiento
- Reclutamiento de paciente
- Reclutar a 10 pacientes con daños en el sector ventromedial de las cortezas prefrontales.
- Daño a esta región es confirmada por neuroimagen con MRI. La corteza prefrontal se encuentra en la pared medial más anterior de la corteza cerebral, en la superficie ventral. Daño puede ser unilateral o bilateral, pero no debe extenderse más allá de la corteza prefrontal ventromedial. En la figura 1se muestra un ejemplo del cerebro de tal paciente.
Figura 1: reconstrucción de la computadora del cerebro de un paciente con daño VMPFC. Este paciente tiene daño bilateral de la corteza prefrontal medial, como se muestra en esta reconstrucción 3D de imágenes de MRI. Imágenes cortesía de Hanna Damasio.
- Control contratación
- Reclutar a 20 participantes sin daño cerebral, que se corresponden con la población de pacientes en edad e intelecto.
- Asegúrese de que los participantes han sido completamente informados de los procedimientos de investigación y han firmado todos los formularios de consentimiento apropiado.
2. recolección de datos
- Para examinar la toma de decisiones déficits en pacientes con daño de la corteza prefrontal ventromedial, pacientes y los participantes de control llevará a cabo la tarea de juegos de azar de Iowa. 1
- Asiento al participante en una mesa delante de cuatro mazos de cartas de idéntico aspecto.
- Dar al participante $2000 en dinero ficticio.
- Proporcionar instrucciones a los participantes sobre cómo se va a desarrollar el experimento.
- Dígale a los participantes que el juego requiere una serie de selecciones de la tarjeta, entregar una tarjeta a la vez desde cualquiera de los cuatro montones de tarjetas.
- Dígale a los participantes que el objetivo de la tarea es maximizar el beneficio sobre el dinero del préstamo.
- Dile a los participantes que después de cada tarjeta, reciben una cierta cantidad de dinero (predeterminado para cada vuelta de la tarjeta de cada bandeja).
- Dile a los participantes son libres de cambiar desde cualquier plataforma a otra, en cualquier momento, tantas veces como quieran.
- No hay ningún límite de tiempo para el participante que elija una cubierta.
- Comenzar la tarea.
- Después de algunas tarjetas, el participante se da dinero pero también tiene que pagar una multa. El monto de la pena se anuncia después de que la tarjeta se activa y está predeterminada para cada vuelta de la tarjeta de cada deck (conocido sólo por el experimentador; Figura 2). Dar al participante la cantidad de dinero de juego que ganan y les digo que el experimentador de la mano todo el dinero que han perdido, antes de proceder a la siguiente vuelta.
- Convertir una tarjeta de la bandeja A o B obtiene $100, da vuelta una tarjeta del mazo C o D rendimientos $50. Cantidades de pena son mayores en los decks A y B que en decks C y D.
- Decks A y B son equivalentes en términos de pérdida global neta durante los ensayos, pero en bandeja al castigo es más frecuente y de menor magnitud que en la cubierta B.
- Cubiertas C y D son equivalentes en términos de ganancia total neta, pero en la cubierta C el castigo es más frecuente y de menor magnitud que en la cubierta D.
- Utilice el calendario preprogramado de recompensa y castigo en la tarjeta de puntuación (figura 2).
- Por ejemplo, si el participante elige primero una tarjeta de la bandeja A, reciben una recompensa de $100 y no castigo.
- Si la segunda opción de la tarjeta también es de bandeja A, reciben una recompensa de $100 y no castigo.
- Si la tercera opción de la tarjeta también es de bandeja A, reciben una recompensa de $100 y un castigo de $150.
- Seguimiento de las vueltas de tarjeta marcando que cada una de las 100 vueltas en la celda correspondiente en la figura 2.
- El participante hace 100 vueltas de la tarjeta, elegir una tarjeta de cualquier baraja cada vez. Puesto que sólo hay 40 cartas en cada deck, pueden corren sin cartas en una baraja dada antes del final del experimento.
Figura 2: cronograma de recompensa y castigo. Este gráfico es utilizado por el experimentador para determinar la recompensa y el castigo para cada vuelta de la tarjeta. El participante es recompensado con la cantidad de dólares en la primera columna y se presenta con un castigo basado en la programación detallada en las siguientes columnas. Cada fila representa una baraja de cartas, ya sea A, B, C o D. Para cada tarjeta de turno de esa bandeja, el participante recibe la cantidad en dólares en la primera celda. Cada columna representa la vuelta de la tarjeta de esa bandeja. Por ejemplo, las dos primeras vueltas de bandeja A no tienen ninguna pena, entonces el tercer turno de la bandeja A una multa de $150. Hay 40 cartas en cada deck, cada uno representado por una columna en la tabla. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.
3. Análisis de los datos
- Observar y comparar la línea de tiempo de respuestas para el control y las poblaciones de pacientes. Entonces, para analizar el rendimiento de pacientes y comparar su rendimiento para el funcionamiento normal, utilice un análisis de varianza (ANOVA) para examinar el número de cartas de cada baraja elegida por los controles normales y pacientes. V debe tener las variables del grupo (controles vs pacientes) y opción (A, B, C, D).
- Un t-test de Newman-Keuls posterior puede utilizarse para mostrar que las diferencias pares contribuyen a la significación del ANOVA.
Toma de decisiones es un componente importante de la función ejecutiva humano, uno en el que se hace una elección sobre un curso de acción de muchas posibilidades.
Por ejemplo, la capacidad de una persona para obtener una bebida puede resultar de tomar buenas decisiones, como elegir ir a la caja registradora a pagar por él, o de los pobres, como correr por la puerta sin pagar.
Este último ejemplo, la ley de riesgo de robo — se considera una decisión indeseable, que se produce como resultado del daño a los lóbulos frontales — y, en particular, la corteza prefrontal ventromedial, VMPFC para abreviar.
Este video muestra cómo diseñar y ejecutar la tarea de apuestas Iowa — una medida altamente sensible de la capacidad de toma de decisiones compleja, donde los individuos deben integrar información sobre las pérdidas y ganancias en el transcurso de un juego de cartas de alto riesgo.
En este experimento, dos grupos de participantes: pacientes con daño conocido a los controles, individuos sin daño y la VMPFC, realizar la tarea de juegos de azar de Iowa, que examina que trata de la toma de decisiones de recompensa y de castigo.
Todos se muestran cuatro cubiertas, etiquetados de A D, que contienen tarjetas de idéntico aspecto y dado dinero de juego a utilizar, como el general objetivo es maximizar beneficios.
Durante cada turno, los participantes elegir una tarjeta de cualquiera de las cuatro pilas y posteriormente reciban una cierta cantidad de dinero predeterminada que sólo el investigador sabe.
Por ejemplo, puede escoger una tarjeta que resulta no sólo ganar dinero sino también perder algunos. O incluso puede perder más ganan. El truco entonces es entender el riesgo asociado con cada cubierta.
Aunque A y B producen recompensas mayores que C y D, también dar lugar a penas más altas y por lo tanto, conducir a las pérdidas en el largo plazo. Decks A y B resultan en la misma pérdida a largo plazo, pero el castigo en el A es más frecuente y de menor magnitud que en B.
En general, elección de la A y B producirá pérdidas netas, mientras que eligiendo entre C y D se traducirá en ganancias netas, razón por la cual los conjuntos A y B se conocen como malo y C y D como bien.
Así, para tomar decisiones ventajosas, los participantes deben integrar información sobre las pérdidas y ganancias en el tiempo y evitar los juegos malos.
Aquí la variable dependiente es el número de vueltas de la tarjeta que hace que el participante de cada una de las cuatro cubiertas.
Basado en el anterior trabajo de Bechara, Damasio y sus colegas, pacientes con daño de la VMPFC se esperan hacer más selecciones de los malos, A y B — y evitar elegir de lo bueno, C y D — imitando su incapacidad de vida real para tomar decisiones valiosas.
Con el propósito de esta demostración, prueba de un paciente con daño cortical conocida. Tenga en cuenta que sus datos se compararán con los obtenidos de los controles sin daño cerebral, que también se corresponden en edad e intelecto.
En preparación para la tarea, asiento del paciente en una mesa delante de cuatro mazos de cartas de idéntico aspecto y les mano $2000 en dinero ficticio.
Indíqueles que deben elegir una carta en un momento de cualquiera de las cuatro pilas, y después de girar cada tarjeta, recibirán una cierta cantidad de dinero.
Además informarles que son libres para cambiar entre cubiertas en cualquier momento, tantas veces como quieran y a tomar su tiempo, con el fin de maximizar sus ganancias con el dinero del préstamo.
Comenzar por tener el paciente hacen su primera selección y anunciar el monto de la recompensa o sanción según el cuadro de mandos. Darles la cantidad de dinero de juego que ganan y les digo a mano detrás todo el dinero que han perdido antes de proceder a la siguiente vuelta.
El seguimiento de cada paso de tarjeta marcando la celda correspondiente del scorecard. En caso de que una cubierta se completa antes del experimento, notificar a la paciente que sólo ahora pueden elegir de las tres cubiertas restantes. Finalizar la tarea cuando 100 tarjetas se han convertido.
Para examinar las decisiones de los participantes en el tiempo, trazar las selecciones de cubierta en el curso de las pruebas de 100, por separado para los controles versus pacientes con VMPFC daño.
Mientras controles inicialmente muestrean de las cubiertas mal, finalmente aprendieron a evitarlos. Pacientes, por el contrario, continuados a la muestra de los malos durante todo el experimento.
Para hacer comparaciones de grupo, resumir estos datos en un gráfico de barras, donde se grafica el número total de vueltas de la tarjeta a través de cubiertas.
Aviso cómo los controles de normal hace más selecciones de las cubiertas buenas, C y D y evitar el mal — A y B. Por otro lado, pacientes con daño de la VMPFC hizo más selecciones de las series malas y evitar en gran medida los buenos.
Estos resultados indican que pacientes con daño cerebral frontal se realizan diferentemente en esta tarea en comparación con controles sanos, que dibujan con más frecuencia de las cubiertas de alta recompensa/castigo, aun cuando esas decisiones resultan en pérdidas a largo plazo.
Ahora que está familiarizado con el uso de la tarea de apuestas Iowa para cuantificar los resultados de riesgo en pacientes con daño del lóbulo frontal, vamos a ver cómo el paradigma se puede utilizar para evaluar la toma de decisiones en una variedad de poblaciones, incluyendo a individuos con daño de la amígdala y los pacientes diagnosticados con esquizofrenia.
Mientras que se ha estudiado bien el papel de la PFC en la toma de decisiones, otras regiones cerebrales contribuyen a la aplicación ventajosa frente a decisiones desventajosas.
Dado el papel de la amígdala en el procesamiento de estímulos incentivos, daño a esta región probablemente interrumpiría la integración de recompensa y castigo Estados vitales para la tarea de juegos de azar.
Utilizando un paradigma similar, los investigadores han demostrado que pacientes con daño bilateral de la amígdala también muestran severas deficiencias de toma de decisiones.
Al igual que pacientes con daño de la VMPFC, individuos con esquizofrenia también elegir mal cubiertas; sin embargo, muestran un patrón distintivo de opciones, haciendo más selecciones de baja frecuencia pero las pérdidas de gran magnitud, de las cubiertas B y D.
Estos resultados indican que los pacientes esquizofrénicos son sensibles a la recompensa y castigo, pero no ventajoso tener en cuenta la magnitud del castigo.
Así, la tarea Iowa Gambling puede utilizarse para revelar una gama de aportes cognitivos a la toma de decisiones que pueden estar asociados con diferentes déficits subyacentes.
Sólo ha visto la introducción de Zeus a cuantificar en el laboratorio mediante la tarea de apuestas Iowa la toma de decisiones. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo administrar este paradigma observando y respondiendo a las opciones de tarjetas, así como analizar e interpretar los resultados.
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Results
En tarjeta de 100 sorteos de cuatro cubiertas, controles normales realizan más selecciones de las cubiertas buenas (C y D) y evitan las malas cubiertas (A y B). En contraste, pacientes con daño de la corteza prefrontal ventromedial (VMPFC) hizo más selecciones de las cubiertas mal (A y B) y evitar las buenas cubiertas (C y D; Figura 3). El número de tarjetas seleccionadas por controles de decks A y B fue significativamente menor que el número de cartas seleccionadas entre las cubiertas por los pacientes. En contraste, el número de cartas seleccionadas por la población de control de Barajas C y D fueron significativamente más que el número seleccionado de pacientes.
Figura 3: Control tema y paciente desempeño en la tarea de apuestas Iowa. En cien selecciones de tarjeta de cuatro cubiertas, controles normales hacen más selecciones de las cubiertas buenas (C y D) y eran más aptos para evitar las malas cubiertas (A y B). En cambio, pacientes con daño de la corteza prefrontal hacen más selecciones de las cubiertas mal (A y B) y evitar la elección de las cubiertas buenas (C y D).
Estos resultados muestran que los pacientes realizan diferentemente en esta tarea de controles sanos, que tienden a sacar de cubiertas de alta recompensa/castigo más con frecuencia a pesar de que estas plataformas resultan en pérdidas a largo plazo. El examen del patrón de las respuestas muestra que este déficit en el rendimiento es estable con el tiempo. Mientras controles inicialmente la muestra de las malas cubiertas, eventualmente aprenden a evitarlos. Pacientes, por el contrario, continúan de la muestra de las cubiertas mal durante todo el experimento. Puesto que los participantes deben confiar en su capacidad de estimar que cubiertas son riesgosas y que son rentables en el tiempo, rendimiento de pacientes imita la imposibilidad de la vida real decisiones ventajosas. Esta tarea permite la detección de la deficiencia en estos pacientes en un entorno de laboratorio y ofrece una visión sobre el papel de la VMPFC, que parece crucial para la incorporación de conocimiento emocional sobre los resultados de la decisión sobre el comportamiento.
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Applications and Summary
Esta tarea puede servir para evaluar déficit de toma de decisiones en una variedad de poblaciones. Por ejemplo, además de pacientes con daños en la VMPFC, pacientes con daño bilateral de la amígdala también muestran graves deficiencias toma de decisiones que pueden ser medidas por la IGT. Además, la toma de decisiones desventajosa caracteriza varias condiciones psicopatológicas, como la adicción a sustancias, juego patológico, esquizofrenia, trastorno obsesivo-compulsivo, anorexia nerviosa, déficit de atención/hiperactividad, psicopatía, obesidad y muchos otros.
Una de las ventajas de esta tarea es su capacidad para distinguir entre diferentes aportaciones cognitivas para el complejo proceso de toma de decisiones. Por ejemplo, podemos comparar el rendimiento de pacientes con daño VPMFC a los pacientes con esquizofrenia, quienes muestran déficit en la tarea. La tendencia de los pacientes VPMFC para elegir las cubiertas mal se ha interpretado como un déficit en la incorporación de información sobre consecuencias futuras a largo plazo sobre el comportamiento; en estos pacientes, se toman decisiones sólo en base a la potencial recompensa a corto plazo. Pacientes con esquizofrenia también elegir con más frecuencia las cubiertas mal que controles normales. Sin embargo, su patrón distintivo de opciones, en la cual tienden a elegir más a menudo de las cubiertas con baja frecuencia, pérdidas de gran magnitud (decks B y D), revela un déficit subyacente diferente. 4 este patrón de opciones, que sugiere que los pacientes esquizofrénicos son sensibles a la frecuencia de la recompensa y castigo, pero no ventajoso tener en cuenta la magnitud del castigo. Así, la IGT es capaz de revelar una gama de contribuciones cognitivas toma de decisiones que pueden estar asociados con la disfunción en regiones diferentes del cerebro.
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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).
