Tretyakova Vera
Research fellow
PhD in Chemistry
Publications:
2023
5.
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
4.
Третьякова, В. Д. (2023). Ходьба и бег в контексте их влияния на здоровье мозга и когнитивные функции. Личность в меняющемся мире: здоровье, адаптация, развитие, 11(3), 277-296. https://doi.org/10.23888/humj2023113277-296
@article{2023,
title = {Ходьба и бег в контексте их влияния на здоровье мозга и когнитивные функции},
author = {В.Д. Третьякова},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.23888_humj2023113277-296.pdf},
doi = {10.23888/humj2023113277-296},
issn = {2307-9886},
year = {2023},
date = {2023-09-30},
urldate = {2023-09-30},
journal = {Личность в меняющемся мире: здоровье, адаптация, развитие},
volume = {11},
number = {3},
pages = {277-296},
publisher = {Рязанский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова},
abstract = {Малоподвижный образ можно назвать эпидемией 21 века. Существует большое количество научных исследований, доказывающих, что отсутствие физической активности может привести к серьезным сбоям в работе всех систем организма, включая нервную. Нарушение структуры и функционирования головного мозга ведет к ухудшению когнитивных функций и увеличению риска возникновения нейродегенеративных заболеваний. Умеренно высокий уровень физической активности может способствовать улучшению функционирования головного мозга и увеличению структурного и когнитивного резерва, что в дальнейшем поможет нервной системе эффективно адаптироваться к возрастным изменениям. Ходьба и бег являются одним из самых распространенных типов физических упражнений и могут присутствовать даже в жизни людей, не вовлеченных в спортивную деятельность. Показано, что даже ходьба низкой интенсивности может способствовать когнитивным улучшениям для людей любого возраста и пола. Бег умеренной интенсивности, в частности бег на выносливость, также оказывает положительное влияние на структуру и функционирование головного мозга. Основные эффекты ходьбы и бега касаются в первую очередь памяти и исполнительных функций, что справедливо как для людей, так и животных. },
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Малоподвижный образ можно назвать эпидемией 21 века. Существует большое количество научных исследований, доказывающих, что отсутствие физической активности может привести к серьезным сбоям в работе всех систем организма, включая нервную. Нарушение структуры и функционирования головного мозга ведет к ухудшению когнитивных функций и увеличению риска возникновения нейродегенеративных заболеваний. Умеренно высокий уровень физической активности может способствовать улучшению функционирования головного мозга и увеличению структурного и когнитивного резерва, что в дальнейшем поможет нервной системе эффективно адаптироваться к возрастным изменениям. Ходьба и бег являются одним из самых распространенных типов физических упражнений и могут присутствовать даже в жизни людей, не вовлеченных в спортивную деятельность. Показано, что даже ходьба низкой интенсивности может способствовать когнитивным улучшениям для людей любого возраста и пола. Бег умеренной интенсивности, в частности бег на выносливость, также оказывает положительное влияние на структуру и функционирование головного мозга. Основные эффекты ходьбы и бега касаются в первую очередь памяти и исполнительных функций, что справедливо как для людей, так и животных.
3.
Pavlova, Anna; Tyulenev, Nikita; Tretyakova, Vera; Skavronskaya, Valeriya; Nikolaeva, Anastasia; Prokofyev, Andrey; Stroganova, Tatiana; Chernyshev, Boris (2023). Learning of new associations invokes a major change in modulations of cortical beta oscillations in human adults. Psychophysiology, 60, e14284. https://doi.org/10.1111/psyp.14284
@article{Pavlova2023,
title = {Learning of new associations invokes a major change in modulations of cortical beta oscillations in human adults},
author = {Anna Pavlova and Nikita Tyulenev and Vera Tretyakova and Valeriya Skavronskaya and Anastasia Nikolaeva and Andrey Prokofyev and Tatiana Stroganova and Boris Chernyshev},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.1111_psyp.14284.pdf},
doi = {10.1111/psyp.14284},
issn = {1469-8986},
year = {2023},
date = {2023-08-00},
urldate = {2023-08-00},
journal = {Psychophysiology},
volume = {60},
issue = {8},
pages = {e14284},
publisher = {Wiley},
abstract = {Large-scale cortical beta (β) oscillations were implicated in the learning processes, but their exact role is debated. We used MEG to explore the dynamics of movement-related β-oscillations while 22 adults learned, through trial and error, novel associations between four auditory pseudowords and movements of four limbs. As learning proceeded, spatial–temporal characteristics of β-oscillations accompanying cue-triggered movements underwent a major transition. Early in learning, widespread suppression of β-power occurred long before movement initiation and sustained throughout the whole behavioral trial. When learning advanced and performance reached asymptote, β-suppression after the initiation of correct motor response was replaced by a rise in β-power mainly in the prefrontal and medial temporal regions of the left hemisphere. This post-decision β-power predicted trial-by-trial response times (RT) at both stages of learning (before and after the rules become familiar), but with different signs of interaction. When a subject just started to acquire associative rules and gradually improved task performance, a decrease in RT correlated with the increase in the post-decision β-band power. When the participants implemented the already acquired rules, faster (more confident) responses were associated with the weaker post-decision β-band synchronization. Our findings suggest that maximal beta activity is pertinent to a distinct stage of learning and may serve to strengthen the newly learned association in a distributed memory network.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
Large-scale cortical beta (β) oscillations were implicated in the learning processes, but their exact role is debated. We used MEG to explore the dynamics of movement-related β-oscillations while 22 adults learned, through trial and error, novel associations between four auditory pseudowords and movements of four limbs. As learning proceeded, spatial–temporal characteristics of β-oscillations accompanying cue-triggered movements underwent a major transition. Early in learning, widespread suppression of β-power occurred long before movement initiation and sustained throughout the whole behavioral trial. When learning advanced and performance reached asymptote, β-suppression after the initiation of correct motor response was replaced by a rise in β-power mainly in the prefrontal and medial temporal regions of the left hemisphere. This post-decision β-power predicted trial-by-trial response times (RT) at both stages of learning (before and after the rules become familiar), but with different signs of interaction. When a subject just started to acquire associative rules and gradually improved task performance, a decrease in RT correlated with the increase in the post-decision β-band power. When the participants implemented the already acquired rules, faster (more confident) responses were associated with the weaker post-decision β-band synchronization. Our findings suggest that maximal beta activity is pertinent to a distinct stage of learning and may serve to strengthen the newly learned association in a distributed memory network.
2.
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.
2021
1.
Miasnikova, A. S.; Tretyakova, V. D.; Sayfulina, K. E.; Kozunova, G. L.; Rytikova, A. M.; Chernyshev, B. V. (2021). Beta-band power predicts exploratory choices in probabilistic environment. Opera Medica et Physiologica, 8(3), 59-64. https://doi.org/10.24412/2500-2295-2021-3-59-64
@article{nokey,
title = { Beta-band power predicts exploratory choices in probabilistic environment},
author = {Miasnikova, A.S. and Tretyakova, V.D. and Sayfulina, K.E. and Kozunova, G.L. and Rytikova, A.M. and Chernyshev, B.V.},
url = {https://megmoscow.ru/wp-content/uploads/pubs/10.24412_2500-2295-2021-3-59-64.pdf},
doi = {10.24412/2500-2295-2021-3-59-64},
year = {2021},
date = {2021-01-00},
urldate = {2021-01-00},
journal = {Opera Medica et Physiologica},
volume = {8},
number = {3},
pages = {59-64},
abstract = {In probabilistic conditions, people choose low-payoff alternatives on some trials, thus failing to maximize their payoffs. We suggest that such behavior implicates exploration of task rules by choosing risky options instead of exploiting more rewarding alternatives. We hypothesized that exploration would affect brain responses to feedback. Further, a shift to exploration develops gradually and, therefore, a decision to make an exploratory choice may be observed on trials preceding risky choices. We investigated beta power (16–30 Hz) in the magnetoencephalographic data from 62 healthy participants performing a two-choice probabilistic gambling with monetary gains and losses. The effects were found at 600–800 ms after feedback onset in frontal, central and occipital brain regions. On trials preceding risky choices we identified a decrease in beta power which implies a change in decision-making strategy and a shift towards cognitive flexibility and exploration. An increase in beta power during risky decisions indicates that reward learning mechanisms are implicated. Increases in beta power following losses in risky choices indicates at the process of updating the internal representation of the task. In summary, current findings reveal that the outcomes of exploratory trials are processed differentially, while there is no evidence of such processing on exploitatory trials. This corroborates the hypothesis that exploratory choices represent active probing into the surmised task rules. Current findings also suggest that the processing of outcomes preceding the exploratory trials is altered in such a way that subjects override their intention to use the utility model and reset their behavioral strategy.},
keywords = {},
pubstate = {published},
tppubtype = {article}
}
In probabilistic conditions, people choose low-payoff alternatives on some trials, thus failing to maximize their payoffs. We suggest that such behavior implicates exploration of task rules by choosing risky options instead of exploiting more rewarding alternatives. We hypothesized that exploration would affect brain responses to feedback. Further, a shift to exploration develops gradually and, therefore, a decision to make an exploratory choice may be observed on trials preceding risky choices. We investigated beta power (16–30 Hz) in the magnetoencephalographic data from 62 healthy participants performing a two-choice probabilistic gambling with monetary gains and losses. The effects were found at 600–800 ms after feedback onset in frontal, central and occipital brain regions. On trials preceding risky choices we identified a decrease in beta power which implies a change in decision-making strategy and a shift towards cognitive flexibility and exploration. An increase in beta power during risky decisions indicates that reward learning mechanisms are implicated. Increases in beta power following losses in risky choices indicates at the process of updating the internal representation of the task. In summary, current findings reveal that the outcomes of exploratory trials are processed differentially, while there is no evidence of such processing on exploitatory trials. This corroborates the hypothesis that exploratory choices represent active probing into the surmised task rules. Current findings also suggest that the processing of outcomes preceding the exploratory trials is altered in such a way that subjects override their intention to use the utility model and reset their behavioral strategy.