腦功能連接分析表明風險決策或許并不遵循加權求和的期望法則

　　我們生活在一個充滿不確定的世界里，并在不確定的情況下進行著我們的日常決策。但是，風險情境下人們如何進行決策仍是一個尚未完全解決的基本問題。盡管在該領域的理論發展過程中涌現出了許多決策模型，但當前的主流決策模型實際上主要研究和采用了一種評價法則——期望法則，即決策者在進行風險決策時，通過計算各選項之回報與其概率乘積的總和得出該選項的數學期望，然后選擇期望值最大的那個選項。這是否真實表征了人們實際的決策過程呢？一些行為學研究對風險決策期望法則所假定的“加權求和”過程提出了質疑，認為人們在實際的風險決策中或許并沒有“加權求和”的過程，而是基于單一維度（回報或概率）來進行決策的。由于很難從行為觀察上來判斷風險決策的內在加工機制，因此對加權求和的期望法則一直都存在爭論。

　　決策是一個復雜的認知過程，且涉及很多腦區的活動。腦功能成像技術中的功能連接分析為我們提供了一種方法來考察風險決策的內在神經機制，從而為解決上述爭論提供了潛在可能。腦功能連接分析可以用來檢測不同腦區間的相互關系和功能整合，這種方法已經被用來研究決策過程中不同腦區間的相互作用。腦功能連接強度被認為能夠反映腦區間的協作程度。

　　為了驗證風險決策是否遵循加權求和的期望法則，中科院心理研究所和自動化研究所的研究人員從腦功能連接的角度提出了獨到的見解：通過“加權求和”做決策和“不進行加權求和”來做決策，二者之間表征概率和回報的腦區間的功能連接強度應是不一樣的。根據期望法則，人們通過對所有可能結果進行加權求和方法給每個選項賦值，那么表征概率和回報的腦區之間應有比較強的協作性，腦區的高功能連接強度可以反映這種緊密的協作性。然而，若回報和概率間不是加權求和的過程，那么表征回報的腦區就不必和表征概率的腦區進行協作，從而腦區間的功能連接強度預期不會特別地強。

　　借助神經影像學的研究手段，研究人員采用fMRI技術，設計了偏好決策和判斷決策兩個任務。通過對偏好決策和判斷決策的對比，檢驗風險決策是否遵循加權求和的期望法則，探索風險決策的神經機制。偏好決策任務要求被試按照自己的偏好進行決策，而判斷決策任務要求被試先根據“確定當量法”給每個選項賦值，然后選擇賦值更大的那個選項。因此，判斷決策任務便明確要求被試根據期望法則進行決策。若被試在偏好決策任務中也是根據期望法則作出決策的話，那么，應當會發現偏好決策和判斷決策兩個任務下表征回報和概率的腦區間的功能連接強度是相似的。

　　基于腦區功能連接模式的分析，研究者將在兩個決策任務中共同激活的腦區分成了兩個截然不同的網絡。一個是與概率相關的腦網絡（probability network）主要包括雙側前額葉皮層和后頂葉皮層。依據已有的神經科學知識，這些腦區主要涉及數學計算、認知控制與風險信息處理。另一個是與回報相關的腦網絡（payoff network）由雙側基底神經節（包括丘腦、背側及腹側紋狀體等）組成，這些腦區通常參與獎懲信息的處理。研究發現，與偏好決策任務相比，在判斷決策任務中payoff network與probability network的部分腦區（左側外側前額葉皮層和雙側頂下小葉）間的連接顯著增強。這一結果表明偏好決策任務中回報和概率腦網絡間的功能整合強度不如判斷決策任務那般強（如下圖）。

偏好決策和判斷決策中回報與概率腦網絡間的功能連接強度比較

　　這項研究支持了研究假設，表明風險決策或并不像期望法則所描述的那樣，是一個通過加權求和的方式給選項賦值的過程，相反更可能是一個基于單個維度（回報或概率）的決策過程。期望法則將人們的風險決策行為描述為期望值最大化過程，但它并沒有揭示風險決策的實質，也許指導人們作風險決策的原則根本就不是期望法則。該研究方法能夠加深我們對風險決策內在機制的理解，對于探索期望法則大有裨益，并為決策的神經機制研究指引一個新的視角和方向。該研究首次利用功能連接的分析方法分析獎賞網絡和概率網絡的嘗試亦得到同行（PLoS ONE審稿人）的肯定：This paper addresses an important question: Is the weighting of payoff by probability - assumed by most decision theories based on maximizing expected value (or utility) - supported by a functional connectivity analysis?......This result appears to be the first contribution from neuroscience research to this question.

　　該研究部分受國家基礎研究計劃 (973 Program, No. 2011CB711000), 國家自然科學基金(No. 31170976)，中國科學院知識創新項目(KSCX2-EW-J-8)和中國科學院心理研究所青年科學基金項目(Y0CX163S01)的資助。研究論文已發表在PLoS ONE期刊上：Rao, L-L., Li, S., Jiang, T-Z., & Zhou, Y. (2012). Is payoff necessarily weighted by probability when making a risky choice? Evidence from functional connectivity analysis. PLoS ONE. 7(7): e41048. doi:10.1371/journal.pone.0041048.