Активность левой нижней лобной извилины и механизм детекции ошибок при реализации ложных действий в условиях различной монетарной выгоды

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Настоящее исследование посвящено изучению характеристик активности зон мозга, вовлекаемых в обеспечение процессов управления действиями и испытывающих модулирующее влияние со стороны механизма детекции ошибок в условиях различной потенциальной монетарной выгоды манипулятивных правдивых и ложных действий. Показано, что реализация потенциально менее выгодных ложных действий характеризуется относительно бо́льшим уровнем функциональной активности структуры, получающей информацию от структур мозга, связанных с обеспечением детекции ошибок, – левой нижней лобной извилины. Данный эффект выявлен для экспериментальных условий с менее подкрепляемыми ложными действиями как по сравнению с относительно более вознаграждаемой ложью, так и с манипулятивными правдивыми действиями вне зависимости от характера их поощрения. Более того, повышение выгодности ложных действий сопровождается исчезновением статистически значимой разницы в активности вентролатеральной префронтальной коры, которая наблюдалась в сравнении одинаково низковыгодных правдивых и ложных действий. Полученный результат указывает на возможный механизм влияния ожидаемой монетарной выгоды на принятие манипулятивного решения солгать, в соответствии с которым префронтальные структуры, обеспечивающие управление поведением, демонстрируют относительно меньшую восприимчивость к вовлечению детектора ошибок в обеспечение ложных действий.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Д. Коротков

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. А. Желтякова

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук

Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург

Р. С. Машарипов

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук

Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. Д. Дидур

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук

Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург

Д. В. Чередниченко

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук

Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. В. Киреев

ФБГУН Институт мозга человека им. Н.П. Бехтеревой Российской академии наук; Санкт-Петербургский государственный университет

Email: korotkov@ihb.spb.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Киреев М.В., Старченко М.Г., Пахомов С.В., Медведев С.В. Этапы мозгового обеспечения заведомо ложных ответов. Физиология человека. 2007. 33: 5.
  2. Киреев М.В., Коротков А.Д., Поляков Ю.И., Аничков А.Д., Медведев С.В. Мозговой механизм детекции ошибок – ПЭТ исследование. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2011. 97: 1060.
  3. Киреев М.В., Медведева Н.С., Коротков А.Д., Медведев С.В. Особенности функционального взаимодействия хвостатого ядра и нижней лобной извилины в процессе обеспечения сознательных ложных действий. Физиология человека. 2015. 41: 29–34.
  4. Киреев М.В., Коротков А.Д., Котомин И., Медведев С.В. Особенности системной организации мозговых систем, вовлекаемые в обеспечение подготовки действий. Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. 2018. 104: 300–311.
  5. Abe N., Suzuki M., Tsukiura T., Mori E., Yamaguchi K., Itoh M., Fujii T. Dissociable roles of prefrontal and anterior cingulate cortices in deception. Cereb. Cortex 2006. 16(2): 192–199. https://doi.org/10.1093/cercor/bhi097
  6. Badre D., Poldrack R.A., Juliana Paré-Blagoev E., Insler R.Z., Wagner A.D. Dissociable Controlled Retrieval and Generalized Selection Mechanisms in Ventrolateral Prefrontal Cortex. Neuron 2005. 47: 907–918. https://doi.org/10.1016/j.neuron.2005.07.023
  7. Bechtereva N.P., Gretchin V.B. Physiological Foundations of Mental Activity. Int. Rev. Neurobiol. 1969. 11: 329– 352. https://doi.org/10.1016/S0074-7742(08)60392-X
  8. Bechtereva N.P., Medvedev S. V., Abdullaev Y.G. Neural correlate of mental error detection in the human brain cortex. Biomed. Sci. 1991. 2 (3): 301–305.
  9. Bechtereva N.P., Shemyakina N.V., Starchenko M.G., Danko S.G., Medvedev S.V. Error detection mechanisms of the brain: Background and prospects. Int. J. Psychophysiol. 2005. 58 (2–3): 227–234. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2005.06.005
  10. Berns G.S., Bell E., Capra C.M., Prietula M.J., Moore S., Anderson B. et al. The price of your soul: neural evidence for the non-utilitarian representation of sacred values. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 2012. 367 (1589): 754–762. https://doi.org/10.1098/RSTB.2011.0262
  11. Bhanji J.P., Beer J.S., Bunge S.A. Taking a gamble or playing by the rules: Dissociable prefrontal systems implicated in probabilistic versus deterministic rule-based decisions. Neuroimage 2010. 49 (2): 1810–1819. https://doi.org/10.1016/J.NEUROIMAGE.2009.09.030
  12. Botvinick M.M., Carter C.S., Braver T.S., Barch D.M., Cohen J.D. Conflict monitoring and cognitive control. Psychol. Rev. 2001. 108 (3): 624–652. https://doi.org/10.1037/0033-295X.108.3.624
  13. Bunge S.A. How we use rules to select actions: A review of evidence from cognitive neuroscience. Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2004. 4 (4): 564–579. https://doi.org/10.3758/CABN.4.4.564
  14. Cannito L., Palumbo R., Sacco P.L. Measure for measure: Effects of money exposure, reward size and loss aversion on cheating. Curr. Res. Behav. Sci. 2023. 4: 100110. https://doi.org/10.1016/J.CRBEHA.2023.100110
  15. Carlson R.W., Crockett M.J. The lateral prefrontal cortex and moral goal pursuit. Curr. Opin. Psychol. 2018. 24: 77–82. https://doi.org/10.1016/J.COPSYC.2018.09.007
  16. Christ S.E., Van Essen D.C., Watson J.M., Brubaker L.E., McDermott K.B. The Contributions of Prefrontal Cortex and Executive Control to Deception: Evidence from Activation Likelihood Estimate Meta-analyses. Cereb. Cortex 2009. 19 (7): 1557–1566. https://doi.org/10.1093/cercor/bhn189
  17. Cieslik E.C., Ullsperger M., Gell M., Eickhoff S.B., Langner R. Success versus failure in cognitive control: meta-analytic evidence from neuroimaging studies on error processing. bioRxiv. 2023. https://doi.org/10.1101/2023.05.10.540136
  18. Deouell L.Y. The frontal generator of the mismatch negativity revisited. J. Psychophysiol. 2007. 21 (3–4): 188–203. https://doi.org/10.1027/0269-8803.21.34.188
  19. Dienes Z. Using Bayes to get the most out of non-significant results. Front. Psychol. 2014. 5: 85883. https://doi.org/10.3389/FPSYG.2014.00781
  20. Dixon M.L., Christoff K. The lateral prefrontal cortex and complex value-based learning and decision making. Neurosci. Biobehav. Rev. 2014. 45: 9–18. https://doi.org/10.1016/J.NEUBIOREV.2014.04.011
  21. Dogan A., Morishima Y., Heise F., Tanner C., Gibson R., Wagner A.F., Tobler P.N. Prefrontal connections express individual differences in intrinsic resistance to trading off honesty values against economic benefits. Sci. Reports 2016. 6 (1): 1–12. https://doi.org/10.1038/srep33263
  22. Fitzgerald K., Todd J. Making Sense of Mismatch Negativity. Front. Psychiatry 2020. 11: 468. https://doi.org/10.3389/FPSYT.2020.00468
  23. Fu Z., Beam D., Chung J.M., Reed C.M., Mamelak A.N., Adolphs R., Rutishauser U. The geometry of domain-general performance monitoring in the human medial frontal cortex. Science 2022. 376 (6593): eabm9922. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.ABM9922
  24. Gino F., Pierce L. The abundance effect: Unethical behavior in the presence of wealth. Organ. Behav. Hum. Decis. Process. 2009. 109 (2): 142–155. https://doi.org/10.1016/J.OBHDP.2009.03.003
  25. Hannah R., Aron A.R. Towards real-world generalizability of a circuit for action-stopping. Nat. Rev. Neurosci. 2021. 22 (9): 538–552. https://doi.org/10.1038/s41583-021-00485-1
  26. Ito A., Abe N., Fujii T., Ueno A., Koseki Y., Hashimoto R. et al. The role of the dorsolateral prefrontal cortex in deception when remembering neutral and emotional events. Neurosci. Res. 2011. 69 (2): 121–128. https://doi.org/10.1016/j.neures.2010.11.001
  27. Jeffreys H. The theory of probability. 3rd. Ed. Oxford, Engl. Oxford Univ. Press 1961. 470.
  28. Karim A.A., Schneider M., Lotze M., Veit R., Sauseng P., Braun C., Birbaumer N. The truth about lying: Inhibition of the anterior prefrontal cortex improves deceptive behavior. Cereb. Cortex 2010. 20 (1): 205–213. https://doi.org/10.1093/cercor/bhp090
  29. Kireev M., Korotkov A., Medvedeva N., Medvedev S. Possible role of an error detection mechanism in brain processing of deception: PET-fMRI study. Int. J. Psychophysiol. 2013. 90 (3): 291–299. https://doi.org/10.1016/j.ijpsycho.2013.09.005
  30. Kouchaki M., Smith-Crowe K., Brief A.P., Sousa C. Seeing green: Mere exposure to money triggers a business decision frame and unethical outcomes. Organ. Behav. Hum. Decis. Process. 2013. 121 (1): 53–61. https://doi.org/10.1016/J.OBHDP.2012.12.002
  31. Lee T.M.C., Liu H.L., Tan L.H., Chan C.C.H., Mahankali S., Feng C.M. et al. Lie detection by functional magnetic resonance imaging. Hum. Brain Mapp. 2002. 15 (3): 157–164. https://doi.org/10.1002/HBM.10020
  32. MacDonald A.W., Cohen J.D., Andrew Stenger V., Carter C.S. Dissociating the role of the dorsolateral prefrontal and anterior cingulate cortex in cognitive control. Science 2000. 288 (5472): 1835–1838. https://doi.org/10.1126/SCIENCE.288.5472.1835
  33. Masina F., Tarantino V., Vallesi A., Mapelli D. Repetitive TMS over the left dorsolateral prefrontal cortex modulates the error positivity: An ERP study. Neuropsychologia 2019. 133: 107153. https://doi.org/10.1016/J.NEUROPSYCHOLOGIA.2019.107153
  34. McClure S.M., Laibson D.I., Loewenstein G., Cohen J.D. Separate neural systems value immediate and delayed mone tary rewards. Science. 2004. 306 (5695): 503–507. https://doi.org/10.1126/science.1100907
  35. Miller E.K., Cohen J.D. An integrative theory of prefrontal cortex function. Annu. Rev. Neurosci. 2001. 24: 167–202. https://doi.org/10.1146/ANNUREV.NEURO.24.1.167
  36. Morein-Zamir S., Robbins T.W. Fronto-striatal circuits in response-inhibition: Relevance to addiction. Brain Res. 2015. 1628: 117–129. https://doi.org/10.1016/J.BRAINRES.2014.09.012
  37. Nuñez J.M., Casey B.J., Egner T., Hare T., Hirsch J. Intentional false responding shares neural substrates with response conflict and cognitive control. Neuroimage 2005. 25 (1): 267–277. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2004.10.041
  38. Oldfield R.C. The assessment and analysis of handedness: The Edinburgh inventory. Neuropsychologia 1971. 9 (1): 97–113. https://doi.org/10.1016/0028-3932(71)90067-4
  39. Paavilainen P. The mismatch-negativity (MMN) component of the auditory event-related potential to violations of abstract regularities: a review. Int. J. Psychophysiol. 2013. 88 (2): 109–123. https://doi.org/10.1016/J.IJPSYCHO.2013.03.015
  40. Parro C., Dixon M.L., Christoff K. The neural basis of motivational influences on cognitive control. Hum. Brain Mapp. 2018. 39 (12): 5097. https://doi.org/10.1002/HBM.24348
  41. Priori A., Mameli F., Cogiamanian F., Marceglia S., Tiriticco M., Mrakic-Sposta S. et al. Lie-specific involvement of dorsolateral prefrontal cortex in deception. cereb. Cortex 2008. 18 (2): 451–455. https://doi.org/10.1093/CERCOR/BHM088
  42. Sawilowsky S.S. New effect size rules of thumb. J. Mod. Appl. Stat. Methods 2009. 8 (2): 26. https://doi.org/10.22237/jmasm/1257035100
  43. Schönwiesner M., Novitski N., Pakarinen S., Carlson S., Tervaniemi M., Näätänen R. Heschl’s gyrus, posterior superior temporal gyrus, and mid-ventrolateral prefrontal cortex have different roles in the detection of acoustic changes. J. Neurophysiol. 2007. 97 (3): 2075–2082. https://doi.org/10.1152/JN.01083.2006
  44. Shalvi S., Eldar O., Bereby-Meyer Y. Honesty requires time (and lack of justifications). Psychol. Sci. 2012. 23 (10): 1264–1270. https://doi.org/ 10.1177/0956797612443835
  45. Sharma E., Mazar N., Alter A.L., Ariely D. Financial deprivation selectively shifts moral standards and compromises moral decisions. Organ. Behav. Hum. Decis. Process. 2014. 123 (2): 90–100. https://doi.org/10.1016/J.OBHDP.2013.09.001
  46. Souza M.J., Donohue S.E., Bunge S.A. Controlled retrieval and selection of action-relevant knowledge mediated by partially overlapping regions in left ventrolateral prefrontal cortex. Neuroimage 2009. 46 (1): 299–307. https://doi.org/10.1016/J.NEUROIMAGE.2009.01.046
  47. Spence S.A., Hunter M.D., Farrow T.F.D., Green R.D., Leung D.H., Hughes C.J., Ganesan V. A cognitive neurobiological account of deception: Evidence from functional neuroimaging. Philos. Trans. R. Soc. B Biol. Sci. 2004. https://doi.org/10.1098/rstb.2004.1555
  48. Sun P., Ling X., Zheng L., Chen J., Li L., Liu Z., Cheng X., Guo X. Modulation of financial deprivation on deception and its neural correlates. Exp. Brain Res. 2017. 235 (11): 3271–3277. https://doi.org/10.1007/S00221-017-5052-Y
  49. Winkler I., Czigler I. Mismatch negativity: deviance detection or the maintenance of the “standard.” Neuroreport 1998. 9 (17): 3809–3813. https://doi.org/10.1097/00001756-199812010-00008
  50. Wu J., Huang J., Li J., Chen X., Xiao Y. The role of conflict processing mechanism in deception responses. Sci. Rep. 2022. 12 (1): 18300. https://doi.org/10.1038/S41598-022-21569-7
  51. Yeung N., Botvinick M.M., Cohen J.D. The neural basis of error detection: Conflict monitoring and the error-related negativity. Psychol. Rev. 2004. 111 (4): 931–959. https://doi.org/10.1037/0033-295X.111.4.931
  52. Yin L., Weber B. I lie, why don’t you: Neural mechanisms of individual differences in self-serving lying. Hum. Brain Mapp. 2019. 40 (4): 1101–1113. https://doi.org/10.1002/hbm.24432
  53. Zhou Y., Wang Y., Rao L.L., Yang L.Q., Li S. Money talks: Neural substrate of modulation of fairness by monetary incentives. Front. Behav. Neurosci. 2014. 8 (MAY): 80319. https://doi.org/10.3389/FNBEH.2014.00150/ABSTRACT
  54. Zhu L., Jenkins A.C., Set E., Scabini D., Knight R.T., Chiu P.H. et al. Damage to dorsolateral prefrontal cortex affects tradeoffs between honesty and self-interest. Nat. Neurosci. 2014 1710 2014. 17 (10): 1319–1321. https://doi.org/10.1038/nn.3798

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Схема тестового задания. Регистрация BOLD-сигнала (сигнала, зависимого от содержания кислорода в крови) осуществлялась с использованием МР-томографа Philips Achieva 3 Тесла. Структурные T1-взвешенные МРТ-изображения, используемые впоследствии для пространственной нормализации функциональных МРТ-изображений, регистрировались со следующими параметрами: поле обзора – 240 × 240 (FOV); TR – 25 мс; срезы – 130 аксиальных срезов толщиной 1 мм и размером пикселя размером 1 × 1 мм; угол отклонения вектора намагниченности – 30°. BOLD-сигнал регистрировался с помощью эхопланарных одноимпульсных последовательностей со следующими параметрами (т.н. динамические сканы): время регистрации 32 аксиальных срезов составляло 2 сек (TE = 35 мс), с полем обзора 208 × 208, углом отклонения вектора намагниченности (flip angle) 90° и размером пикселя 3 × 3 мм. Толщина срезов равнялась 3 мм.

Скачать (284KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Влияние размера монетарной выгоды на уровень активности в области левой нижней лобной извилины. (а) Кластеры значимого увеличения BOLD-сигнала при реализации ложных действий, по сравнению с правдивыми (Kireev et al., 2013); (б) Кластер, локализующийся в левой нижней лобной извилине, отражающий зону этой структуры, с которой усиливались функциональные взаимодействия левого хвостатого ядра (обозначено красной стрелкой) (Киреев et al., 2015). Данный кластер в левой нижней лобной извилине выбран в качестве области интереса для анализа; (в) Воксели в анализируемой области интереса, в которых выявлено значимое взаимодействий факторов “тип действия” и “размер монетарной выгоды”; (г) Изменения BOLD-сигнала в этой области левой нижней лобной извилины при сравнении ложных и правдивых “предложений” в условиях отличающегося размера монетарной выгоды. Обозначения: BOLD-сигнал, зависимый от уровня насыщения крови кислородом (blood oxygen level dependent signal), Ложь – ложное “предложение” об ориентации стрелки, Правда – правдивое “предложение” об ориентации стрелки, НЛИ – нижняя лобная извилина левого полушария мозга человека.

Скачать (549KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024