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往期精彩|PLoS Biol :奖赏预期如何改变我们的注意力模式?

发布:2026-03-02    浏览:10 次

在日常生活中,我们的注意与决策常受预期奖励的引导,但奖励预期究竟是通过统一机制同时调控感觉加工与决策,还是通过不同机制分别作用于二者,尚不明确。以往研究多将奖励对感觉敏感性(sensitivity)与决策标准(criterion)的影响混为一谈,因为实验设计往往使高奖励位置既被优先感觉加工(敏感性提升),又被优先选择(标准偏移)。此外,神经层面亦缺乏证据区分奖励驱动的“注意增益”与“决策偏差”是否共享神经资源。因此,亟需一种能够分离奖励预期对感觉和决策不同作用的实验范式,以厘清奖励、注意与选择之间的机制联系。

202577日,印度科学学院神经科学中心的AnkitaSengupta及其研究团队在PLOS BiologyIF = 7.2上发表了一篇为“Reward expectation yields distinct effects on sensory processing and decision making in the human brain”的文章。该研究通过分离空间特异与选择特异的奖励预期,发现二者分别独立调节感觉敏感性与决策标准:空间奖励差异仅提升高奖励位置的敏感性并伴随经典空间注意神经标记,而选择奖励差异仅影响决策标准且不与注意资源竞争;神经和行为指标仅预测敏感性变化,表明奖励对感觉加工与决策的调控机制可分离

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实验设计采用两因素被试内范式,24名受试者分别完成空间特异性选择特异性奖励预期两个独立会话。每会话含12个区块,每区块48试次,并在增益(仅奖正确)与损失(仅罚错误)两种情境间伪随机切换。两侧视野中一侧为奖励/惩罚固定的FX侧,另一侧为在10–16试次迷你区块间随机切换高或低奖励/惩罚的VR侧,受试者仅通过反馈隐式学习切换

任务为朝向变化觉察:注视后双侧呈现Gabor光栅,中央箭头颜色提示固定/可变侧;300–700 ms空屏后光栅200 ms再现,单侧或双侧独立变化50%概率;随后中央探针指示需报告的一侧,受试者以按键作答(是/否)。反应窗口1500 ms,之后即时给予音-视反馈和累计得分动画。

行为层面用信号检测论估计每侧、每情境下的敏感性d'与标准c,并以Δd'Δc量化奖励情境差异造成的调制。眼动数据以1000 Hz红外眼动仪记录,离线检标微扫视(microsaccade),计算朝向各侧的扫视率;同时记录反应时间(RT)作为运动输出指标。

脑电以128导联EEG采集,预处理后经ICA去伪迹、重参考。事件相关电位取后部对侧电极量化N2pc150–210 ms)与P300230–480 ms)幅度;频谱分析锁定个体α峰(IAF±0.5 Hz)计算刺激后450–950 ms的对侧α功率抑制。最后,以试次滑窗追踪奖励切换后d'cα功率、微扫视率及RT的动态变化,并用线性模型检验神经/运动指标对行为调制的预测力。

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将特定空间与特定选择的奖励期望分离。

本研究通过精巧的任务设计,首次在行为与神经层面厘清了奖励预期对注意与决策的分离作用。具体而言,当奖励差异体现在空间位置时,个体仅提高高奖励侧的感知敏感性,并伴随经典的注意神经标记(N2pc/P300、α抑制及微扫视偏向),且这些指标呈跨视野的资源竞争;而当奖励差异仅体现在同一位置内的“是/否”选择时,个体仅调整决策标准,以更快做出高奖励反应,却不激活任何空间注意的神经或运动信号。更重要的是,神经指标可显著预测空间特异条件下的敏感性变化,却无法预测选择特异条件下的标准变化,这进一步证明两类奖励效应由可分离的机制介导。综上,奖励既可增益感觉加工,也可独立地塑造决策倾向,而二者并不共享空间注意的神经资源。

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空间特定和选择特定的奖励期望独立调节敏感性和标准

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奖励期望对心理物理参数的影响。

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特定于空间而非特定于选择的奖励期望会调节与注意力相关的ERP

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特定于空间而非特定于选择的奖励预期会产生侧化的阿尔法功率抑制。

该研究以创新的空间-选择双因素范式,首次在人类身上系统证明了奖励预期对注意与决策的调控可由两条可分离的神经通路实现:当奖励差异落在空间维度时,个体将有限的注意资源优先投向高奖励侧,表现为该侧敏感性显著提升,并伴随N2pc/P300增强、对侧α功率抑制、微扫视偏向及反应时间加快,且这些神经-行为指标呈跨视野竞争;当奖励差异仅作用于同一位置的“是/否”选择时,个体仅通过压低决策阈限来偏向高奖励反应,既不触发经典空间注意标记,也不影响对侧加工,且神经指标无法预测其标准变化。该发现不仅澄清了过去将奖励增益与注意增益混为一谈的误区,也为“注意并非单一资源”提供了直接实证。展望未来,研究可进一步结合fMRI与漂移扩散模型,解析奖励驱动敏感性变化的V4增益机制与决策标准调整的PFC策略通路;同时,将任务扩展至多目标、动态环境及临床人群,可检验该双通路模型在真实场景中的普适性与干预价值。综上,奖励对大脑的调控是立体的:既能在毫秒级重构空间注意的拓扑图,又能在认知层级重塑决策策略,二者并行不悖,共同编织出动机引导行为的精细网络。

参考文献:

Ankita Sengupta, Devarajan Sridharan. Reward expectation yields distinct effects on sensory processing and decision making in the human brain[J]. PLOS Biology, 2025, 23(7): e3003234.

资讯来源:

https://neurosciencenews.com/attention-reward-neuroscience-29553/

解读成员 | 曹修齐

审核成员 | 褚凡

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