Erschließung der Entscheidungsgeheimnisse des Gehirns für zukünftige Erkenntnisse

Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis haben wichtige Hinweise darauf gefunden, wie Menschen Entscheidungen treffen, bei denen es um den Erhalt von Informationen über die Zukunft geht. Die Wissenschaftler identifizierten eine Reihe mentaler Regeln, die die Entscheidungsfindung über Belohnungen steuern, einschließlich kognitiver Belohnungen wie der Befriedigung von Neugier, und sie identifizierten den Teil des Gehirns, der diese Art der Entscheidungsfindung reguliert.

Forscher der Washington University School of Medicine in St. Louis haben neue Erkenntnisse darüber gewonnen, was in den Köpfen der Menschen vorgeht, wenn sie Entscheidungen treffen, um Informationen über die Zukunft zu erhalten. Die Wissenschaftler identifizierten eine Reihe mentaler Regeln, die die Entscheidungsfindung über physische Belohnungen – zum Beispiel Essen oder Geld – und kognitive Belohnungen – wie die Freude, die man beim Zugriff auf gesuchte Informationen empfindet – steuern. Und sie identifizierten den Teil des Gehirns, der diese Art der Entscheidungsfindung reguliert. Der Prozess findet in der lateralen Habenula statt, einer alten Gehirnstruktur, die auch von so weit entfernt verwandten Arten wie Menschen und Fischen gemeinsam ist.

Die Ergebnisse bieten nicht nur Einblicke in das geheimnisvollste Organ des Körpers, sondern können auch Menschen helfen, die mit schwierigen Entscheidungen zu kämpfen haben, sei es aufgrund der inhärenten Komplexität bestimmter Entscheidungen – etwa, ob ein Gentest durchgeführt werden soll, der unerwünschte Informationen liefern könnte – oder aufgrund von psychische Erkrankungen, die die Entscheidungsfähigkeit beeinträchtigen, wie z. B. Zwangsstörungen (OCD), Angstzustände und Depressionen.

Die Studie ist in Nature Neuroscience verfügbar.

Es ist wirklich wichtig, die Schaltkreise zu identifizieren, die an der Wertzuweisung kognitiver Belohnungen beteiligt sind, beispielsweise an Informationen über die Zukunft, da diese Art der Bewertung bei psychischen Störungen oft zum Scheitern verurteilt ist. Wenn wir genau verstehen können, welcher Teil des Entscheidungsprozesses bei einer Person nicht richtig funktioniert, können wir möglicherweise gezielt auf diesen Aspekt des Prozesses eingehen und einige psychische Erkrankungen effektiver behandeln.“

Ilya Monosov, PhD, leitender Autor, Professor für Neurowissenschaften an der Washington University

Die Wahl zwischen zwei Optionen erfordert oft das Abwägen und Abwägen mehrerer Faktoren. Einige dieser Faktoren sind konkret und praktisch. Es gibt aber auch immaterielle Faktoren, die eine starke Motivation darstellen können, eine Option einer anderen vorzuziehen, wie zum Beispiel der Wunsch, Neugier zu befriedigen und Informationen zu erhalten. Einige Informationen haben natürlich auch praktischen Wert, etwa die Vorwarnung vor einem herannahenden Hurrikan. Experimente haben jedoch gezeigt, dass Menschen und Tiere die Beschaffung von Informationen auch dann wertschätzen, wenn sie diese nicht in etwas Nützliches umsetzen können.

„Nehmen Sie zum Beispiel einen Studenten, der eine Abschlussprüfung abgibt und dann sofort die Ergebnisse wissen möchte“, sagte Co-Erstautor Yang-Yang Feng, ein MD/Doktorand, der die Experimente der Studie mit menschlichen Teilnehmern entworfen und geleitet hat . „Wenn Sie Ihren Punktestand heute herausfinden, anstatt ihn in einer Woche herauszufinden, wird das nichts an den Ergebnissen ändern oder Ihnen irgendeinen Vorteil verschaffen. Aber manche Leute wollen es so sehr wissen, dass sie dafür bezahlen, es frühzeitig herauszufinden. Das nennt man nichtinstrumentelle Informationssuche, Ausprobieren.“ um Informationen um ihrer selbst willen zu erhalten.

Historisch gesehen wurden der Drang, praktische Belohnungen wie Geld oder Essen zu erhalten, und der Drang, Informationen zu erhalten, als separate Phänomene untersucht. Diese Einteilung sei künstlich und vereinfacht die Entscheidungen, die Menschen in der realen Welt treffen, zu stark, sagten die Forscher.

Feng und Co-Erstautor Ethan Bromberg-Martin, PhD, ein leitender Wissenschaftler in Monosovs Labor, entwarfen Experimente, bei denen die Teilnehmer Kompromisse zwischen Belohnungen und nichtinstrumentellen Informationen eingehen mussten, um zu einer endgültigen Entscheidung zu gelangen. Die Studienteilnehmer hatten die Wahl zwischen zwei Optionen, die ihnen jeweils die Chance auf ein paar Cent gaben. Der Geldbetrag, den sie gewinnen konnten, und die Gewinnwahrscheinlichkeit variierten. Einige der Optionen waren mit dem Versprechen verbunden, das Ergebnis frühzeitig zu erfahren, bevor das tatsächliche Geld eintraf. In separaten Experimenten wurden Affen analoge Möglichkeiten angeboten, wobei Saft statt Geld als Belohnung diente.

„Durch die Analyse der von Einzelpersonen eingegangenen Kompromisse konnten wir einige Regeln ausarbeiten, nach denen Einzelpersonen entscheiden, wie viel sie bereit sind, für Informationen zu zahlen“, sagte Bromberg-Martin. „Diese Regeln wurden zwischen Menschen und Tieren verallgemeinert, was darauf hindeutet, dass dieser abstrakte Wert durch die Evolution erhalten bleiben kann.“

Eines der Schlüsselprinzipien, die sie aufgedeckt haben, ist, dass Einzelpersonen Informationen hauptsächlich suchen, um Unsicherheiten zu beseitigen. Je größer die Unsicherheit, desto mehr sind sie bereit, für Informationen darüber zu zahlen. Intuitiv macht das Sinn. Sie wären wahrscheinlich bereit, mehr zu zahlen, um das Ergebnis einer 100-Dollar-Wette herauszufinden, als für eine 1-Dollar-Wette, insbesondere wenn Sie die Informationen eher früher als später erhalten könnten. Diese und andere Prinzipien bilden einen logischen Rahmen, auf den sich das Gehirn bei der Entscheidungsfindung verlässt.

Aber manchmal kommt es zu Fehlfunktionen des Systems.

„Manche Menschen mit Zwangsstörungen zeigen ein sogenanntes Kontrollverhalten, bei dem sie immer wieder das Gleiche überprüfen“, sagte Monosov. „Das ist ein abweichendes Informationssuchverhalten, das im Wesentlichen auf eine Fehlverarbeitung von Unsicherheit zurückzuführen ist.“

Im Rahmen dieser Studie entdeckte das Team, dass Entscheidungsalgorithmen über einen neurologischen Schaltkreis implementiert werden, der in der lateralen Habenula gipfelt, einer winzigen Struktur tief im Gehirn. Die laterale Habenula ist ein wichtiger Regulator von Dopamin und wird mit psychischen Erkrankungen wie Depressionen, Angstzuständen und Zwangsstörungen in Verbindung gebracht.

Das Team arbeitet daran, mithilfe von Aufgaben, bei denen die Teilnehmer Entscheidungen treffen müssen, ähnlich wie in dieser Studie, Menschen mit Zwangsstörungen in Subtypen zu klassifizieren, die der Art und Weise entsprechen, wie ihr Gehirn Unsicherheit verarbeitet. Dies wäre ein Schritt hin zu gezielteren Therapien.

„Eine Person mag in mancher Hinsicht in Ordnung sein, aber ihre Unsicherheitsverarbeitung ist in einer bestimmten Hinsicht gestört“, sagte Monosov. „Anstatt zu sagen, dass jemand an einer umfassenden psychischen Störung wie einer Zwangsstörung leidet, könnten wir sagen, dass seine Unsicherheitsverarbeitung auf diese spezifische Weise gestört ist, und wie wir sie modulieren können, ist hier ein Schritt in Richtung einer stärker personalisierten Medizin für psychische Erkrankungen.“