文摘

人类在人类行为的内在动机是非常重要的。然而,尽管研究人员几十年来专注于这一主题,其神经基础还不清楚。当前的研究采用事件相关电位研究神经差距一个有趣的跑表(SW)任务和一个无聊的watch-stop (WS)来理解内在动机的神经机制。我们的数据表明,在提示启动阶段,西南的提示任务引起小N2振幅比WS任务。此外,结果反馈阶段,SW任务诱导的结果小FRN振幅和大P300振幅比WS任务。这些结果表明,人类内在动机确实存在,它可以发现在神经层面。此外,内在动机可以通过ERP的振幅量化索引组件,如氮气、复用,P300,提示启动阶段或反馈阶段。定量测量内在动机也会方便添加作为候选人的社会因素的建设一个机器学习模型。

1。介绍

有关人类的内在动机是通过学术研究和实际应用对人类行为具有重要意义。因此,它获得了相当大的注意力从几十年来科学家和教育家。但是,对于内在动机总是很难直接测量和观察,和它的明确的对人类行为的影响还不清楚人类的行为违背了学习。

近年来,神经科学技术的快速发展使我们打开我们大脑的“黑匣子”,直接观察人们的神经反应。内在动机研究,研究人员还认为如果可以探测大脑的水平。Quirin et al。1)使用功能性磁共振成像(fMRI)调查不同动机的力量和信仰,他们发现权力相关社会动机和affiliation-related微分大脑网络。在另一项研究中,Murayama et al。(2010)2)也使用fMRI研究神经内在和外在激励之间的相互作用的证据空间的水平。反馈阶段,他们发现大胆的信号在腹侧纹状体显著减少额外的奖励性能时移除在稍后的会议的任务,而这种现象没有被观察到在对照组没有提供对会话基于绩效的金钱奖励。这些研究表明,人类内在动机的变化可以反映在大脑活动不能早期以行为水平。

除了功能磁共振成像,与事件相关电位(ERP)是另一个广泛使用的神经科学工具,可以弥补时间动态功能磁共振成像的准确性。因此,在当前的研究中我们采用erp来比较两个任务的神经差异与不同级别的内在乐趣在整个任务的过程。我们的研究的目的是探索人类内在动机的电生理动态脑电图记录。根据先前的研究对ERP和动机,我们认为三个ERP组件会出现在目前的实验中,N2的提示启动阶段和复用和P300反馈阶段。

报道了消极成分N2峰值约200 - 300毫秒后刺激(3,4]。先前的研究发现,相关的视觉N2成分偏离目标的知觉认知控制和行动抑制过程(4]。例如,eim (1993) (5)采用行/不行范式进行了两个实验,参与者被要求回复的信(刺激)而不是另一个(闲人免进的刺激)。结果表明,N2增强的刺激引起的刺激,引发的是比在额叶区域达到最大。他们认为这是由于响应不匹配和行动抑制。后来的研究还解释了大不属预定目标的N2振幅作为预期反应的受试者的抑制目标(6]。

复用是另一个候选人组件将在当前的研究中被发现。据报道在各种任务FRN相关情感/动力反馈阶段[7,8]。在早期研究中由格林和威洛比(2002)(8),他们找到了一个著名的分化FRN (d-FRN)向散度的损失获得反馈,这是建议,以反映主观动机和情感评价的显示结果。此外,进一步的研究还证实,评价过程中被复用距离很敏感的励志意义正在进行的事件(7,9- - - - - -11]。例如,在马et al。(10)2014年工作,他们发现高努力可能诱发更大的差异化FRN响应奖励和nonreward差异在两种实验条件。他们认为这是因为努力可能增加主观评价对随后的奖励是反映在FRN振幅偏转。

在结果反馈阶段,总会出现另一个重要的ERP成分,P300,总是伴随FRN检查。P300是正面的ERP成分200 - 600毫秒左右见顶后反馈(12]。据报道,P300是敏感级(13,14和奖励的价11,12,15]。此外,先前的研究还同意,P300也可能代表了注意力分配和激励/情感意义[10,16,17]。例如,我们的一个最近的研究(17)采取了赌博任务FRN的社会背景和被发现独立;一般的P300散度在不同程度的亲密的代理人的主题建议P300的价效应可以反映结果的动机/情感含义。

在当前的研究中,为了调查两个任务的内在动机,我们旨在比较电生理反应提示启动阶段和反馈阶段。根据上面提到的文献,我们预计会有N2成分差异在启动阶段,无聊的WS任务会引起N2增强与有趣的SW任务相比,这表明受试者的期望有趣的任务。时反馈阶段,我们认为,与WS任务相比,较小的FRN振幅伴随着较大的P300幅值会出现在SW任务中,反映了更高的主观动机有趣的任务的结果。

2。材料和方法

2.1。主题

十六岁健康中国人研究生和本科生雄性(8),年龄在18到25(平均年龄= 23.23;SD = 1.78)登记。他们所有人与自我报告的右利和正常或corrected-to-normal愿景和没有任何神经障碍或精神疾病的历史。在实验开始之前,从所有参与者获得知情同意。这项研究还通过浙江大学的内部审查委员会Neuromanagement实验室。

2.2。刺激

实验包括两个街区,在每一块有45试验。两个任务有不同的内在动机是改编自Murayama et al . 2010(工作2]。在停表(SW)任务,受试者被要求去制止一个自动开始看按下一个按钮。他们赢得了当前审判只有看最后跌在一个特定的时间偏离5 s的时间点。为了确保参与者可以平均大约50%试验取得成功,一个试点研究的30名学生进行正式试验之前确认的时间偏差。根据试验研究的结果,胜利的时间被确定为70 ms偏离5 s的时间点。当涉及到watch-stop (WS)任务,手表停止了自动和参与者只要求简单的按下按钮时停止。停止时机WS随机试验是4.2和5.8秒之间变化,在匹配的目的SW试验的时间。存在一个600 - 1000 ms随机空白间隔试验。在每个试验中,首次提出了一个任务提示2000 ms,指示哪个任务将被执行。600 - 1000毫秒间隔的提示出现后,性能的任务开始和结果显示2 s和间隔的任务是不同的女士在800年和1200年之间。 Stimuli were presented sequentially in the center of the CRT computer screen (6.2°  ×  6.2°).

2.3。过程

在屏蔽室参与者被舒适地坐在远离计算机控制的CRT显示器1米。受试者提供一个按键反应。他们被要求完成一两个任务在每次试验中,根据提示指令。正式实验开始后一个试点实践。参与者还被要求减少身体和肌肉运动实验。刺激,记录触发,和响应提出并记录使用E-Prime 2.0软件包(美国心理学软件工具、匹兹堡、PA)。

2.4。脑电图记录和分析

的数据记录,记录脑电图电极弹性与64 Ag / AgCl电极帽根据国际标准10 - 20系统和Neuroscan Synamp2放大器(扫描4.3.1,Neurosoft实验室,Inc .,弗吉尼亚州,美国)。0.05与带通采样率为500 Hz, -70 Hz。额电极站点之间FPz和Fz用于地面和乳突被选为参考。眼电图(小城镇)也已从眼角外侧电极放置在10毫米的双眼(水平小城镇)以及上方和下方的左眼(垂直小城镇)。实验开始时,电极阻抗保持低于5 kΩ。

数据分析,Neuroscan 4.5软件使用。所有科目的小城镇工件被纠正离线预处理期间,由Semlitsch使用最初提出的方法纠正et al。(1986)18]。包含放大器剪切试验,肌电图的活动或峰挠度超过±100μV被排除在最终分析。数据然后转移到左和右乳突的平均引用离线。erp是数字滤波和低通滤波器在30 Hz(24分贝/倍频程)。

时代的脑电图记录是分段从200 ms发病前的目标在发病后800毫秒。200年第pretarget女士被认为是基线。提示阶段分析、数据崩溃是基于两种任务线索。基于视觉的观察总平均波形和以前的ERP指南皮克顿et al。(2000)19),N2成分进行了分析。根据N2的头皮分布和先前的研究[20.,21),我们选择270 - 350毫秒的时间范围和选择九个电极网站,也就是说,F1, F2, Fz, FC1, FCz, FC2, C1, Cz,和C2,额叶和中部地区进行统计分析。重复测量方差分析进行检查氮气的影响差异的两个任务的线索。

分析结果反馈,有三个条件,WS反馈和胜利和失败导致西南的任务。基于视觉观察总平均波形和之前的ERP报告结果反馈(7,9),两个ERP组件、复用和P300,进行了分析。根据FRN的头皮分布和先前的研究[7,8),我们选择160 - 200毫秒的时间范围和选择九个电极网站,也就是说,F1, F2, Fz, FC1, FCz, FC2, C1, Cz,和C2,额叶和中部地区它引起最大的复用距离振幅,进行统计分析。同样,我们选择250 - 350年的时间窗口和九个电极网站C1, Cz, C2, CP1, CPz, CP2, P1, Pz, P2 P300的分析。类似的重复测量方差分析也进行复用和P300。Greenhouse-Geisser [22修正是应用于所有统计分析在必要时(未修正的df报道了 并纠正 值),Bonferroni调整用于多个配对比较。

3所示。结果

如图1N2的重复测量方差分析结果显示重要的线索主要影响类别( , , ),而主要影响电极( , , )和观察到的线索和电极没有交互效应( )。N2的平均振幅显示提示的WS任务(意味着= 1.374μV, SD = 1.256)引起更大的N2(负极性较小的电压意味着较大的振幅)振幅比西南任务(意味着= 3.212μV, SD = 1.154)。


图1
N2的结果。出于演示目的,总平均的ERP波形N2从三个额中线电极(Fz、FCz和Cz)策划的函数的条件。

结果反馈的一般波形图所示2。FRN的重复测量方差分析结果显示显著的主效应结果价( , , )。成对 以及显示,获得试验(意味着= 7.916,SD = 1.004)引起小FRN(负极性较小的电压意味着较大的振幅)振幅比失败的试验( ,平均= 7.916,SD = 1.004)和WS试验( ,平均= 7.916,SD = 1.004),而失败的试验还显示一个小FRN振幅比WS试验( )。另一方面,P300的结果也显示类似的效果。主要观察P300的影响( , , )和成对 以及还显示获胜的试验(意味着= 14.575,SD = 1.095)引起较大的P300(正极、大电压意味着较大的振幅)振幅比失败的试验( ,平均= 11.216,SD = 1.468)和WS试验( ,平均= 72.896,SD = 0.705),而损失试验还显示P300振幅比WS试验( )。


图2
复用和P300的结果。出于演示目的,总平均的ERP波形FRN从三个额中线电极(Fz、FCz和Cz)和P300两壁电极(CPz Cz, Pz)策划的函数的条件。

4所示。讨论

本研究进行了探索人类内在动机的时序动态,这是人类行为的一个重要方面。我们研究了一项特殊的任务是如何影响受试者的内在动机通过给一个有趣的跑表(SW)任务内在乐趣和一个无聊的watch-stop (WS)的任务。

我们的数据显示突出的N2差异两个任务线索,表明参与者的期望执行有趣的SW任务。根据N2文献提到,N2振幅代表不匹配和行动抑制。在最近的研究中,参与者面临的两个任务是不同的内在的乐趣。我们的研究结果表明,氮气振幅增强时即将到来的任务是无聊的,建议不匹配任务的期望和实际提出的任务。因此,N2可能是一个候选指标的内在动机。此外,目前的研究还透露,N2不仅能反映目标之间的不匹配和不属预定目标的建议,之前的研究(4,23,24之间的不匹配),但也实际呈现的刺激和预期的刺激。

在以下反馈阶段,我们发现的结果WS任务诱导大FRN振幅和小P300振幅比西南的任务。此外,西南任务失败试验引起更大的复用和P300幅值小于赢得试验。这些结果表明,主观评估的结果是减少WS任务失败,甚至低于SW任务的反馈,这是根据先前的发现,复用和P300可能反映了受试者的情感/动机的评价结果。因为没有外在激励,人类动机的唯一来源来自任务本身,人们总是有趣的任务显示更高的内在动机。因此,一个潜在的机制是,更高的动机导致更高的情感评价结果信息。有趣的SW内在动机高的任务,任务的结果是更高的情感意义,和复用效果下降,伴随着增加P300的影响。此外,最近的研究表明,FRN幅度呈正相关,犒赏的激活的大脑区域,包括腹侧纹状体(25,26]。因此,开展一个有趣的任务奖励,即使没有外在报酬。参与者认为有趣的任务是有趣的,而他们认为无聊的任务作为一个请求来完成这个任务。

与此同时,一位著名的效果增益损失差异在SW任务。FRN偏转隐约可见小胜利条件比失败的条件,表明获得反馈是比失败的一个更高的评价。此外,P300反映了价刺激的效果。这些结果按照先前的发现(12),也可以解释为获胜的受试者的更高的评价结果比失败的结果。先前的研究总是衡量自由选择阶段的内在动机在行为层面后,参与者完成给定的任务(27,28]虽然当前研究测量内在动机对大脑在处理水平的任务。与以前的方法相比,目前的实验考虑振幅内生ERP组件作为一个索引的内在动机更客观和准确。

人类的社会属性总是全神贯注于机器学习的研究更少。作为人类,我们会累,感兴趣或不感兴趣。这些社会因素可以在很大程度上影响我们的行为。因此,人类动机时应考虑模仿人类的行为。目前的结果显示,人类的内在动机的动态转移从一个任务可以反映在特定ERP的偏转组件,如氮气、复用、P300。因此,在机器学习模型、组件相关的动机可能是一个候选人的社会性因素。

综上所述,本研究调查了神经机制的内在人类动机通过比较一个有趣的SW任务和一个无聊的WS任务。参与者表现出减少N2振幅在提示启动阶段SW提示出现时,然而,在反馈阶段,SW任务的反馈引起FRN振幅和增强的P300波幅降低。这些结果提供证据存在的内在动机通过电生理活动在大脑层面定量和比较内在动机的程度。定量测量内在动机也可能候选人机器学习模型的社会因素。

利益冲突

没有利益冲突有关的出版。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金委的资助71371167,2013 gxs2d025(浙江普罗维登斯的海洋经济发展战略)从国家软科学的关键项目,资助XKW14D2006和XYW15001来自宁波大学和由k . c . Wong在宁波大学麦格纳基金。作者感谢Wenwei秋刺激编程。