Dokument: Neurobiology of Cost-Benefit Decision Making

Titel:	Neurobiology of Cost-Benefit Decision Making
URL für Lesezeichen:	https://docserv.uni-duesseldorf.de/servlets/DocumentServlet?id=66716
URN (NBN):	urn:nbn:de:hbz:061-20240911-112620-7
Kollektion:	Dissertationen
Sprache:	Englisch
Dokumententyp:	Wissenschaftliche Abschlussarbeiten » Dissertation
Medientyp:	Text
Autor:	Erfanian Abdoust, Mani [Autor]
Dateien:	[Dateien anzeigen] Adobe PDF [Details] 16,14 MB in einer Datei [ZIP-Datei erzeugen] Dateien vom 05.09.2024 / geändert 05.09.2024
Beitragende:	Jocham, Gerhard [Gutachter] Prof. Dr. Kalenscher, Tobias [Gutachter]
Dewey Dezimal-Klassifikation:	100 Philosophie und Psychologie » 150 Psychologie
Beschreibungen:	Menschen stehen täglich vor Entscheidungen, bei denen sie zwischen verschiedenen Optionen wählen, die unterschiedliche Konsequenzen haben können. Wenn Individuen solche Entscheidungen treffen, berücksichtigen sie nicht nur den Nutzen der Option, sondern auch die Kosten, die mit dieser Wahl verknüpft sind. Diese Dissertation trägt dazu bei, das Verständnis über die Mechanismen, die diesen Kosten-Nutzen-Entscheidungen zugrunde liegen, zu vertiefen. Die vorliegende Arbeit setzt einen Schwerpunkt auf die Neurobiologie von Entscheidungen, die den Abwägungsprozess zwischen Belohnungen und korrespondierenden Kosten beinhalten. Speziell wurde der Einfluss zwei verschiedener Neurotransmitter untersucht: Dopamin und Acetylcholin. Während eine Vielzahl von Studien zeigen, dass Dopamin eine wichtige Rolle bei Kosten-Nutzen-Entscheidungen spielt, ist die Rolle des Acetylcholins in diesen Prozessen weniger klar. Um die unterschiedlichen Rollen der beiden Neurotransmitter zu untersuchen, wurde das Entscheidungsverhalten gesunder Menschen in einer psychopharmakologischen, Placebo-kontrollierten Studie mit Messwiederholung untersucht. Dopaminerge und cholinerge Transmission wurden mit Haloperidol, einem Dopaminantagonisten, wirksam an den Rezeptoren der D2-Familie, und Biperiden, einem cholinergen Muskarinantagonisten, wirksam am M1 Rezeptor, manipuliert. Zwei Verhaltensparadigmen wurden verwendet, um getrennt den Einfluss zeitlicher Verzögerungskosten und physikalischer Aufwandskosten auf belohnungsbasiertes Entscheidungsverhalten zu erfassen. Regressionsanalysen und computationale Modellierungen wurden verwendet, um die Auswirkungen der pharmakologischen Manipulationen auf Kosten-Nutzen-Entscheidungen zu messen. Dabei konnten unterschiedliche Effekte beider Neuromodulatoren aufgezeigt werden. Haloperidol verringerte die Bereitschaft, eine körperliche Anstrengung aufzubringen um eine Belohnung zu erhalten, während Biperiden diese erhöhte. Zusätzlich reduzierte Haloperidol den Einfluss zeitlicher Verzögerungen auf das Entscheidungsverhalten, während Biperiden in diesem Bereich keine Auswirkungen zeigte. Darüber hinaus untersucht die vorliegende Arbeit ein klinisches Beispiel für die aufwandsbasierte Entscheidungsfindung. Hierzu wurden Unterschiede in aufwandsbasierten Entscheidungsfindungsprozessen zwischen Schlaganfallpatient*innen, die während täglicher Rehabilitationsmaßnahmen Motivationsdefizite vorwiesen, und Kontroll-Schlaganfallpatient*innen, deren Verhalten unauffällig war, analysiert. Diese Studie zeigte einen komplexen Zusammenhang zwischen der Entscheidung, eine bestimmte Handlung zu vollziehen, und der tatsächlichen Ausführung dieser Handlung. Die beobachteten Motivationsdefizite konnten weder durch klinische Fragebogen, noch durch das Entscheidungsverhalten im Rahmen des Verhaltensparadigmas erfasst werden. Vielmehr zeigen die Ergebnisse, dass Patient*innen mit Motivationsdefiziten nach der Entscheidung darüber, einen bestimmten körperlichen Aufwand zu erbringen, häufiger daran scheiterten, diesen Aufwand auch erfolgreich auszuführen. Insgesamt liefert die vorliegende Arbeit Hinweise für eine kostenübergreifende Rolle von Dopamin und eine kosten-spezifische Rolle von Acetylcholin in der Modulation von Kosten-Nutzen-Entscheidungen. Zusätzlich wurde in einem spezifischen klinischen Beispiel gezeigt, dass Motivationsdefizite während rehabilitativer Maßnahmen bei Schlaganfallpatient*innen nicht durch eine verringerte Bereitschaft zur Aufbringung körperlichen Aufwands erklärt werden konnte, sondern durch eine verminderte Ausdauerfähigkeit, um die anstrengenden Handlungen auszuführen. Humans constantly face decisions where they have to choose between different options involving varying possible outcomes. When individuals make these decisions, they not only take into account the reward of the option, but also the corresponding costs that are associated with the option. This thesis contributes to a better understanding of the mechanisms underlying these cost-benefit decision-making processes. The present work focuses on the neurobiology of choices that involve trade-offs between rewards and corresponding costs. Specifically, we investigated the role of two distinct neurotransmitters: dopamine and acetylcholine. While a wide range of studies suggest a crucial role of dopamine on cost-benefit decisions, the role of acetylcholine in these choices is rather unclear. To study these distinct roles, we examined choice behaviour in healthy human participants in a psychopharmacological, placebo-controlled, within-subjects design. Dopaminergic and cholinergic transmission was manipulated using haloperidol, a D2-like dopamine receptor antagonist, and biperiden, an M1 muscarinic receptor antagonist. The experimental paradigm included two tasks that separately measured the impact of temporal delay and physical effort costs on reward-based choices. We used regression-based methods and computational modelling to investigate the effects of the pharmacological manipulations on cost-benefit decision making. We found distinct effects of both neuromodulators on choices that involve physical effort, with haloperidol decreasing and biperiden increasing the willingness to invest effort in return for reward. In addition to that, haloperidol reduced the impact of delays on choices, while biperiden had no effect on this aspect. Additionally, this work investigates a clinical case of effort-based decision making. Particularly, we analysed differences in effort-based decision making between stroke patients that showed motivational deficits during rehabilitation training and control stroke patients that were unaffected. This revealed a rather complex relationship between the decision to perform an action and the actual performance of that action. Observed motivational deficits in stroke patients could not be captured by clinical questionnaires, nor by choice behaviour in the decision-making paradigm. Rather, after choosing to engage in an effortful trial, patients with motivational deficits were more likely to fail performing the physical effort. Taken together, the present work provides evidence for a cost-general role of dopamine and a cost-specific role of acetylcholine in modulating cost-benefit decision making. Moreover, in a specific clinical case, we show that reduced motivation during rehabilitative therapy in post-stroke patients is not explained by a reduced willingness to invest physical effort, but rather by a reduced persistence with effortful behaviour.
Lizenz:	Dieses Werk ist lizenziert unter einer Creative Commons Namensnennung 4.0 International Lizenz
Fachbereich / Einrichtung:	Mathematisch- Naturwissenschaftliche Fakultät » WE Psychologie » Experimentelle Biologische Psychologie
Dokument erstellt am:	11.09.2024
Dateien geändert am:	11.09.2024
Promotionsantrag am:	02.05.2024
Datum der Promotion:	28.08.2024