Pultsina Kristina
Research fellow
PhD in Psychology
Publications:
2024
3.
Pultsina, Kristina I.; Stroganova, Tatiana A.; Kozunova, Galina L.; Prokofyev, Andrey O.; Miasnikova, Aleksandra S.; Rytikova, Anna M.; Chernyshev, Boris V. (2024). Atypical pupil-linked arousal induced by low-risk probabilistic choices, and intolerance of uncertainty in adults with ASD. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 25(2), 531-549. https://doi.org/10.3758/s13415-024-01227-3
@article{Pultsina2024,
title = {Atypical pupil-linked arousal induced by low-risk probabilistic choices, and intolerance of uncertainty in adults with ASD},
author = {Kristina I. Pultsina and Tatiana A. Stroganova and Galina L. Kozunova and Andrey O. Prokofyev and Aleksandra S. Miasnikova and Anna M. Rytikova and Boris V. Chernyshev},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.3758_s13415-024-01227-3.pdf},
doi = {10.3758/s13415-024-01227-3},
year = {2024},
date = {2024-11-19},
urldate = {2024-11-19},
journal = { Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience },
volume = {25},
number = {2},
pages = {531-549},
publisher = {Springer Science and Business Media LLC},
abstract = {Adults with autism spectrum disorder (ASD) experience stress when operating in a probabilistic environment, even if it is familiar, but the underlying mechanisms remain unclear. Their decision-making may be affected by the uncertainty aversion implicated in ASD and associated with increased autonomic arousal. Previous studies have shown that in neurotypical (NT) people, decisions with predictably better outcomes are less stressful and elicit smaller pupil-linked arousal than those involving exploration. Here, in a sample of 46 high-functioning ASD and NT participants, using mixed-effects model analysis, we explored pupil-linked arousal and behavioral performance in a probabilistic reward learning task with a stable advantage of one choice option over the other. We found that subjects with ASD learned and preferred advantageous probabilistic choices at the same rate and to the same extent as NT participants, both in terms of choice ratio and response time. Although both groups exhibited similar predictive behaviors, learning to favor advantageous choices led to increased pupillary arousal for these choices in the ASD group, while it caused a decrease in pupillary arousal in the NT group. Moreover, greater pupil-linked arousal during decisions with higher expected value correlated with greater degree of self-reported intolerance of uncertainty in everyday life. Our results suggest that in a nonvolatile probabilistic environment, objectively good predictive abilities in people with ASD are coupled with elevated physiological stress and subjective uncertainty regarding the decisions with the best possible but still uncertain outcome that contributes to their intolerance of uncertainty.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Adults with autism spectrum disorder (ASD) experience stress when operating in a probabilistic environment, even if it is familiar, but the underlying mechanisms remain unclear. Their decision-making may be affected by the uncertainty aversion implicated in ASD and associated with increased autonomic arousal. Previous studies have shown that in neurotypical (NT) people, decisions with predictably better outcomes are less stressful and elicit smaller pupil-linked arousal than those involving exploration. Here, in a sample of 46 high-functioning ASD and NT participants, using mixed-effects model analysis, we explored pupil-linked arousal and behavioral performance in a probabilistic reward learning task with a stable advantage of one choice option over the other. We found that subjects with ASD learned and preferred advantageous probabilistic choices at the same rate and to the same extent as NT participants, both in terms of choice ratio and response time. Although both groups exhibited similar predictive behaviors, learning to favor advantageous choices led to increased pupillary arousal for these choices in the ASD group, while it caused a decrease in pupillary arousal in the NT group. Moreover, greater pupil-linked arousal during decisions with higher expected value correlated with greater degree of self-reported intolerance of uncertainty in everyday life. Our results suggest that in a nonvolatile probabilistic environment, objectively good predictive abilities in people with ASD are coupled with elevated physiological stress and subjective uncertainty regarding the decisions with the best possible but still uncertain outcome that contributes to their intolerance of uncertainty.
2023
2.
Чернышев, Б. В.; Пульцина, К. И.; Третьякова, В. Д.; Мясникова, А. С.; Прокофьев, А. О.; Козунова, Г. Л.; Строганова, Т. А. (2023). Нейрофизиологические механизмы стратегий использования и исследования при выскофункциональном аутизме: магнитоэнцефалографическое исследование. Гены и Клетки, 18(4), 606-609. https://doi.org/10.17816/gc623327
@article{Chernyshev2023b,
title = {Нейрофизиологические механизмы стратегий использования и исследования при выскофункциональном аутизме: магнитоэнцефалографическое исследование},
author = {Чернышев, Б. В. and Пульцина, К. И. and Третьякова, В. Д. and Мясникова, А. С. and Прокофьев, А. О. and Козунова, Г. Л. and Строганова, Т.А.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.17816_gc623327.pdf},
doi = {10.17816/gc623327},
issn = {2500-2562},
year = {2023},
date = {2023-12-15},
urldate = {2023-12-15},
journal = {Гены и Клетки},
volume = {18},
number = {4},
pages = {606-609},
abstract = {Нетерпимость к неопределённости и высокую чувствительностью к угрозе неудачи рассматривают как один из факторов, поддерживающих хроническое беспокойство у пациентов с высокофункциональным аутизмом. Мы исследовали, каким образом эти личностные черты у пациентов с аутизмом сказываются на мозговых процессах, обеспечивающих стратегии выбора в вероятностной среде.
21 участник эксперимента от 19 до 46 лет с высокофункциональным аутизмом и высоким уровнем нетерпимости к неопределённости в возрасте и 21 нейротипичный доброволец того же возраста выполняли задачу вероятностного выбора из двух альтернатив, одна из которых приносила денежный выигрыш в 70% случаев, а другая — только в 30% случаев. После каждого выбора испытуемые получали обратную связь, и методом проб и ошибок они обучались предпочтению более выгодного стимула. С этого момента мы рассматривали частые выборы выгодного стимула как следование внутренней ценностной модели, то есть как стратегию использования, а редкие выборы невыгодного стимула — как следование стратегии исследования (которая невыгодна в постоянной среде, но позволяет адаптировать поведение к её неожиданным изменениям). Мы предположили, что характерные различия между группами в активности мозга, отражающей стратегии использования и исследования, проявятся в периоде принятия решения, а также после внутренней оценки поступившей обратной связи о результатах выгодного и невыгодного выбора [1]. Мы анализировали бета-осцилляции (16–30 Гц) в записи магнитоэнцефалограммы. Подавление мощности бета-осцилляций ниже фонового уровня в период времени между предъявлением стимулов и ответом испытуемого рассматривали как показатель активации областей мозга, участвующих в принятии решения о стратегии выбора, а повышение мощности бета-осцилляций после сигнала обратной связи о проигрыше при невыгодном выборе — как отражение работы механизма, закрепляющего внутреннюю ценностную модель применительно к текущей задаче [1]. Мощность корковых источников бета-осцилляций в 448 областях коры больших полушарий оценивали с помощью метода sLoreta на уровне отдельных реализаций. Статистический анализ осуществляли с помощью смешанных линейных моделей (LMM), поправку на множественные сравнения выполняли с помощью метода FDR на число анализируемых областей коры больших полушарий. Анализ был направлен на интервал принятия решения (–900…–300 мс перед моторным действием выбора) и интервал после обратной связи (500–900 мс после начала предъявления обратной связи) [1].
Согласно результатам опросников, участники эксперимента с высокофункциональным аутизмом имели достоверно более низкую терпимость к неопределённости и более высокую нетерпимость к неопределённости по сравнению с нейротипичными испытуемыми.
Исследование принесло два основных результата. Во-первых, при принятии решения уровень активации областей мозга зависел от типа выбора у контрольных испытуемых и испытуемых с аутизмом прямо противоположным образом. Принятие решения о выгодном выборе в сравнении с невыгодным сопровождалось меньшей активацией нижневисочных, теменных и медиальных лобных областей коры у контрольных испытуемых и большей активаций этих зон у испытуемых с расстройствами аутистического спектра. Эти данные указывают на то, что нейротипичные испытуемые при принятии выгодного для них решения тратят меньше ресурсов мозга и испытывают меньше эмоций, чем в случае исследовательского выбора, который, исходя из их прошлого опыта, с высокой вероятностью принесёт неудачу. Напротив, люди с аутизмом расходуют аномально много ресурсов внимания и эмоций при планировании относительно безопасных для них действий, исход которых сулит вероятную (но не гарантированную) выгоду, тогда как угроза высоковероятной неудачи активирует их мозг в меньшей степени.
Во-вторых, внутренняя оценка поступившей обратной связи была связана с различиями между людьми с аутизмом и контрольными испытуемыми в функциональной активности орбитофронтальных и латеральных префронтальных областей коры при исследовательском (невыгодном) выборе. Как и в нашем предыдущим исследовании, у нейротипичных испытуемых наблюдалась сильная бета-синхронизация после отрицательной обратной связи после невыгодного выбора [1]. В отличие от контрольных испытуемых, у испытуемых с расстройствами аутистического спектра отсутствовала синхронизация фронтальных бета-осцилляций после проигрыша в результате невыгодного выбора. Этот факт может означать слабое закрепление внутренней ценностной модели, которое в норме возникает после совпадения прогнозируемого на её основе негативного исхода действия с его реальным результатом [1].
В целом, наше исследование показало, что людей с расстройствами аутистического спектра и крайней нетерпимостью к неопределённости характеризует аномально высокий уровень вовлечения мозговых систем принятия решений в относительно безопасных условиях, гарантирующих высокую вероятность благоприятного исхода планируемого действия. Эта находка проливает свет на причины парадоксального повышения уровня тревоги и вегетативной реактивности у таких людей в ситуациях ожидания награды, которые, в отличие от угрозы наказания, по своей природе не являются аверсивными [2].
1. Chernyshev B.V., Pultsina K.I., Tretyakova V.D., et al. Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex // Frontiers in Neuroscience. 2023. Vol. 17. P. 1152926. doi: 10.3389/fnins.2023.1152926
2. Tanovic E., Gee D.G., Joormann J. Intolerance of uncertainty: Neural and psychophysiological correlates of the perception of uncertainty as threatening // Clinical psychology review. 2018. Vol. 60. P. 87–99. doi: 10.1016/j.cpr.2018.01.001},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Нетерпимость к неопределённости и высокую чувствительностью к угрозе неудачи рассматривают как один из факторов, поддерживающих хроническое беспокойство у пациентов с высокофункциональным аутизмом. Мы исследовали, каким образом эти личностные черты у пациентов с аутизмом сказываются на мозговых процессах, обеспечивающих стратегии выбора в вероятностной среде.
21 участник эксперимента от 19 до 46 лет с высокофункциональным аутизмом и высоким уровнем нетерпимости к неопределённости в возрасте и 21 нейротипичный доброволец того же возраста выполняли задачу вероятностного выбора из двух альтернатив, одна из которых приносила денежный выигрыш в 70% случаев, а другая — только в 30% случаев. После каждого выбора испытуемые получали обратную связь, и методом проб и ошибок они обучались предпочтению более выгодного стимула. С этого момента мы рассматривали частые выборы выгодного стимула как следование внутренней ценностной модели, то есть как стратегию использования, а редкие выборы невыгодного стимула — как следование стратегии исследования (которая невыгодна в постоянной среде, но позволяет адаптировать поведение к её неожиданным изменениям). Мы предположили, что характерные различия между группами в активности мозга, отражающей стратегии использования и исследования, проявятся в периоде принятия решения, а также после внутренней оценки поступившей обратной связи о результатах выгодного и невыгодного выбора [1]. Мы анализировали бета-осцилляции (16–30 Гц) в записи магнитоэнцефалограммы. Подавление мощности бета-осцилляций ниже фонового уровня в период времени между предъявлением стимулов и ответом испытуемого рассматривали как показатель активации областей мозга, участвующих в принятии решения о стратегии выбора, а повышение мощности бета-осцилляций после сигнала обратной связи о проигрыше при невыгодном выборе — как отражение работы механизма, закрепляющего внутреннюю ценностную модель применительно к текущей задаче [1]. Мощность корковых источников бета-осцилляций в 448 областях коры больших полушарий оценивали с помощью метода sLoreta на уровне отдельных реализаций. Статистический анализ осуществляли с помощью смешанных линейных моделей (LMM), поправку на множественные сравнения выполняли с помощью метода FDR на число анализируемых областей коры больших полушарий. Анализ был направлен на интервал принятия решения (–900…–300 мс перед моторным действием выбора) и интервал после обратной связи (500–900 мс после начала предъявления обратной связи) [1].
Согласно результатам опросников, участники эксперимента с высокофункциональным аутизмом имели достоверно более низкую терпимость к неопределённости и более высокую нетерпимость к неопределённости по сравнению с нейротипичными испытуемыми.
Исследование принесло два основных результата. Во-первых, при принятии решения уровень активации областей мозга зависел от типа выбора у контрольных испытуемых и испытуемых с аутизмом прямо противоположным образом. Принятие решения о выгодном выборе в сравнении с невыгодным сопровождалось меньшей активацией нижневисочных, теменных и медиальных лобных областей коры у контрольных испытуемых и большей активаций этих зон у испытуемых с расстройствами аутистического спектра. Эти данные указывают на то, что нейротипичные испытуемые при принятии выгодного для них решения тратят меньше ресурсов мозга и испытывают меньше эмоций, чем в случае исследовательского выбора, который, исходя из их прошлого опыта, с высокой вероятностью принесёт неудачу. Напротив, люди с аутизмом расходуют аномально много ресурсов внимания и эмоций при планировании относительно безопасных для них действий, исход которых сулит вероятную (но не гарантированную) выгоду, тогда как угроза высоковероятной неудачи активирует их мозг в меньшей степени.
Во-вторых, внутренняя оценка поступившей обратной связи была связана с различиями между людьми с аутизмом и контрольными испытуемыми в функциональной активности орбитофронтальных и латеральных префронтальных областей коры при исследовательском (невыгодном) выборе. Как и в нашем предыдущим исследовании, у нейротипичных испытуемых наблюдалась сильная бета-синхронизация после отрицательной обратной связи после невыгодного выбора [1]. В отличие от контрольных испытуемых, у испытуемых с расстройствами аутистического спектра отсутствовала синхронизация фронтальных бета-осцилляций после проигрыша в результате невыгодного выбора. Этот факт может означать слабое закрепление внутренней ценностной модели, которое в норме возникает после совпадения прогнозируемого на её основе негативного исхода действия с его реальным результатом [1].
В целом, наше исследование показало, что людей с расстройствами аутистического спектра и крайней нетерпимостью к неопределённости характеризует аномально высокий уровень вовлечения мозговых систем принятия решений в относительно безопасных условиях, гарантирующих высокую вероятность благоприятного исхода планируемого действия. Эта находка проливает свет на причины парадоксального повышения уровня тревоги и вегетативной реактивности у таких людей в ситуациях ожидания награды, которые, в отличие от угрозы наказания, по своей природе не являются аверсивными [2].
1. Chernyshev B.V., Pultsina K.I., Tretyakova V.D., et al. Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex // Frontiers in Neuroscience. 2023. Vol. 17. P. 1152926. doi: 10.3389/fnins.2023.1152926
2. Tanovic E., Gee D.G., Joormann J. Intolerance of uncertainty: Neural and psychophysiological correlates of the perception of uncertainty as threatening // Clinical psychology review. 2018. Vol. 60. P. 87–99. doi: 10.1016/j.cpr.2018.01.001
21 участник эксперимента от 19 до 46 лет с высокофункциональным аутизмом и высоким уровнем нетерпимости к неопределённости в возрасте и 21 нейротипичный доброволец того же возраста выполняли задачу вероятностного выбора из двух альтернатив, одна из которых приносила денежный выигрыш в 70% случаев, а другая — только в 30% случаев. После каждого выбора испытуемые получали обратную связь, и методом проб и ошибок они обучались предпочтению более выгодного стимула. С этого момента мы рассматривали частые выборы выгодного стимула как следование внутренней ценностной модели, то есть как стратегию использования, а редкие выборы невыгодного стимула — как следование стратегии исследования (которая невыгодна в постоянной среде, но позволяет адаптировать поведение к её неожиданным изменениям). Мы предположили, что характерные различия между группами в активности мозга, отражающей стратегии использования и исследования, проявятся в периоде принятия решения, а также после внутренней оценки поступившей обратной связи о результатах выгодного и невыгодного выбора [1]. Мы анализировали бета-осцилляции (16–30 Гц) в записи магнитоэнцефалограммы. Подавление мощности бета-осцилляций ниже фонового уровня в период времени между предъявлением стимулов и ответом испытуемого рассматривали как показатель активации областей мозга, участвующих в принятии решения о стратегии выбора, а повышение мощности бета-осцилляций после сигнала обратной связи о проигрыше при невыгодном выборе — как отражение работы механизма, закрепляющего внутреннюю ценностную модель применительно к текущей задаче [1]. Мощность корковых источников бета-осцилляций в 448 областях коры больших полушарий оценивали с помощью метода sLoreta на уровне отдельных реализаций. Статистический анализ осуществляли с помощью смешанных линейных моделей (LMM), поправку на множественные сравнения выполняли с помощью метода FDR на число анализируемых областей коры больших полушарий. Анализ был направлен на интервал принятия решения (–900…–300 мс перед моторным действием выбора) и интервал после обратной связи (500–900 мс после начала предъявления обратной связи) [1].
Согласно результатам опросников, участники эксперимента с высокофункциональным аутизмом имели достоверно более низкую терпимость к неопределённости и более высокую нетерпимость к неопределённости по сравнению с нейротипичными испытуемыми.
Исследование принесло два основных результата. Во-первых, при принятии решения уровень активации областей мозга зависел от типа выбора у контрольных испытуемых и испытуемых с аутизмом прямо противоположным образом. Принятие решения о выгодном выборе в сравнении с невыгодным сопровождалось меньшей активацией нижневисочных, теменных и медиальных лобных областей коры у контрольных испытуемых и большей активаций этих зон у испытуемых с расстройствами аутистического спектра. Эти данные указывают на то, что нейротипичные испытуемые при принятии выгодного для них решения тратят меньше ресурсов мозга и испытывают меньше эмоций, чем в случае исследовательского выбора, который, исходя из их прошлого опыта, с высокой вероятностью принесёт неудачу. Напротив, люди с аутизмом расходуют аномально много ресурсов внимания и эмоций при планировании относительно безопасных для них действий, исход которых сулит вероятную (но не гарантированную) выгоду, тогда как угроза высоковероятной неудачи активирует их мозг в меньшей степени.
Во-вторых, внутренняя оценка поступившей обратной связи была связана с различиями между людьми с аутизмом и контрольными испытуемыми в функциональной активности орбитофронтальных и латеральных префронтальных областей коры при исследовательском (невыгодном) выборе. Как и в нашем предыдущим исследовании, у нейротипичных испытуемых наблюдалась сильная бета-синхронизация после отрицательной обратной связи после невыгодного выбора [1]. В отличие от контрольных испытуемых, у испытуемых с расстройствами аутистического спектра отсутствовала синхронизация фронтальных бета-осцилляций после проигрыша в результате невыгодного выбора. Этот факт может означать слабое закрепление внутренней ценностной модели, которое в норме возникает после совпадения прогнозируемого на её основе негативного исхода действия с его реальным результатом [1].
В целом, наше исследование показало, что людей с расстройствами аутистического спектра и крайней нетерпимостью к неопределённости характеризует аномально высокий уровень вовлечения мозговых систем принятия решений в относительно безопасных условиях, гарантирующих высокую вероятность благоприятного исхода планируемого действия. Эта находка проливает свет на причины парадоксального повышения уровня тревоги и вегетативной реактивности у таких людей в ситуациях ожидания награды, которые, в отличие от угрозы наказания, по своей природе не являются аверсивными [2].
1. Chernyshev B.V., Pultsina K.I., Tretyakova V.D., et al. Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex // Frontiers in Neuroscience. 2023. Vol. 17. P. 1152926. doi: 10.3389/fnins.2023.1152926
2. Tanovic E., Gee D.G., Joormann J. Intolerance of uncertainty: Neural and psychophysiological correlates of the perception of uncertainty as threatening // Clinical psychology review. 2018. Vol. 60. P. 87–99. doi: 10.1016/j.cpr.2018.01.001
1.
Chernyshev, Boris V.; Pultsina, Kristina I.; Tretyakova, Vera D.; Miasnikova, Aleksandra S.; Prokofyev, Andrey O.; Kozunova, Galina L.; Stroganova, Tatiana A. (2023). Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex. Frontiers in Neuroscience, 17, 1152926. https://doi.org/10.3389/fnins.2023.1152926
@article{Chernyshev2023c,
title = {Losses resulting from deliberate exploration trigger beta oscillations in frontal cortex},
author = {Boris V. Chernyshev and Kristina I. Pultsina and Vera D. Tretyakova and Aleksandra S. Miasnikova and Andrey O. Prokofyev and Galina L. Kozunova and Tatiana A. Stroganova},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.3389_fnins.2023.1152926.pdf},
doi = {10.3389/fnins.2023.1152926},
issn = {1662-453X},
year = {2023},
date = {2023-05-11},
urldate = {2023-05-11},
journal = {Frontiers in Neuroscience},
volume = {17},
pages = {1152926},
publisher = {Frontiers Media SA},
abstract = {We examined the neural signature of directed exploration by contrasting MEG beta (16–30 Hz) power changes between disadvantageous and advantageous choices in the two-choice probabilistic reward task. We analyzed the choices made after the participants have learned the probabilistic contingency between choices and their outcomes, i.e., acquired the inner model of choice values. Therefore, rare disadvantageous choices might serve explorative, environment-probing purposes. The study brought two main findings. Firstly, decision making leading to disadvantageous choices took more time and evidenced greater large-scale suppression of beta oscillations than its advantageous alternative. Additional neural resources recruited during disadvantageous decisions strongly suggest their deliberately explorative nature. Secondly, an outcome of disadvantageous and advantageous choices had qualitatively different impact on feedback-related beta oscillations. After the disadvantageous choices, only losses—but not gains—were followed by late beta synchronization in frontal cortex. Our results are consistent with the role of frontal beta oscillations in the stabilization of neural representations for selected behavioral rule when explorative strategy conflicts with value-based behavior. Punishment for explorative choice being congruent with its low value in the reward history is more likely to strengthen, through punishment-related beta oscillations, the representation of exploitative choices consistent with the inner utility model.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
We examined the neural signature of directed exploration by contrasting MEG beta (16–30 Hz) power changes between disadvantageous and advantageous choices in the two-choice probabilistic reward task. We analyzed the choices made after the participants have learned the probabilistic contingency between choices and their outcomes, i.e., acquired the inner model of choice values. Therefore, rare disadvantageous choices might serve explorative, environment-probing purposes. The study brought two main findings. Firstly, decision making leading to disadvantageous choices took more time and evidenced greater large-scale suppression of beta oscillations than its advantageous alternative. Additional neural resources recruited during disadvantageous decisions strongly suggest their deliberately explorative nature. Secondly, an outcome of disadvantageous and advantageous choices had qualitatively different impact on feedback-related beta oscillations. After the disadvantageous choices, only losses—but not gains—were followed by late beta synchronization in frontal cortex. Our results are consistent with the role of frontal beta oscillations in the stabilization of neural representations for selected behavioral rule when explorative strategy conflicts with value-based behavior. Punishment for explorative choice being congruent with its low value in the reward history is more likely to strengthen, through punishment-related beta oscillations, the representation of exploitative choices consistent with the inner utility model.