大腦是如何決定作出努力的？

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從在清早按下鬧鐘按鈕起床到晚上關掉電視準備睡覺，大腦會衡量我們所做的每一次選擇的成本和收益。近日發表在《PNAS》上的一項研究揭示出了大腦如何做出需要付出努力的決定，並計算花費努力所得到的潛在回報是否值得。

這篇研究的通訊作者、美國埃默里大學心理學家Michael Treadway說：「我們發現，大腦的腹內側前額葉皮質實際上以非常強的程度參與到對選擇形成期望的過程中，這一大腦區域在過去沒有被認為在基於努力的選擇中起到重要作用。」

Treadway的實驗室專註於理解與情緒、焦慮和決策制定相關的精神癥狀的分子和迴路層次的機制。他說：「了解大腦在決定付出努力時是如何正常工作的能夠幫助我們理解積極性減弱時是出現了什麼問題，比如抑鬱和精神分裂症等。」

過去的研究觀察到有三個大腦區域參與到決策制定：背側前扣帶回皮層(dACC)，前腦島(aI)，腹內側前額葉皮層(vmPFC)。有些研究指出，在概率決策中，vmPFC是衡量主觀價值的核心。但是過去的證據表明，在涉及到需要花費努力的決策時，主觀價值評估並不是由vmPFC來完成的，而是另外兩個大腦區域。

過去那些關於基於努力選擇的研究的局限性在於，它們同時向受測對象提出了某種選擇的成本和收益。

心理學博士Amanda Arulpragasam是這篇論文的第一作者，他說：「在現實世界中，我們通常需要基於不完整的信息進行決策。」

Arulpragasam 設計了一項研究，允許研究人員對不同的神經計算進行模擬，以獲得努力和獎勵。受測者們進行功能性磁共振成像（fMRI），同時執行基於努力的決策任務，其中選擇的努力成本和獎勵分別隨時間呈現。

受測者們可以選擇不付出任何努力獲得1美元，或付出一定程度的體力來換取不同幅度的金錢獎勵，最高5.73美元。體力活動指的是，每位受測者以自己最快速度的不停變化的百分比來快速按下按鈕。受測者被要求用非慣用的小拇指按鍵，這雖然不疼，但是也足以讓人感覺難受了。

在「努力優先」的試驗中，受測者們首先會看到一個代表最快速度百分比的垂直條，他們被要求以這個速度來完成任務，之後他們會看到執行任務的獎勵。在「獎勵優先」的試驗中，這些信息以相反的順序出現。在看到這兩種信息後，受測者們需要選擇是否花費努力。

這種實驗設計使得研究人員能夠梳理最近的選擇對未來決策價值預期形成的影響。

研究結果表明，在所有的信息都被揭示之前，vmPFC在對預期獎勵的編碼中具有明確的作用。這些數據還表明，dACC和aI參與到對受測者的期待和實際收益之間差異的編碼中，而沒有參與到努力成本的編碼中。

Treadway說：「有些人認為，關於努力的決策與關於概率和風險的決策利用不同的神經迴路。我們發現，這三個大腦區域都起作用，只是以一種我們過去不知道且不同方式來起作用。

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