感觉寻求对风险决策影响的认知神经机制

于 凯，邢 强

(1．暨南大学 管理学院，广东广州 510632;2．广州大学教育学院，广东 广州 510006)

前 言

风险决策是指个体面临两个或两个以上的备选方案，在能够估计或预测各备选方案发生概率的情况下而选择预期效果最好的方案的决策过程。［1］风险决策充斥着生活的方方面面，人们无不面临有风险的情境。［2］面对高风险高回报与低风险低回报的理财产品，你会选择哪种?你的冒险与否会受哪些因素影响?

以往研究显示:冲动性、感觉寻求、奖惩敏感性等对风险决策有显著影响。［3-5］感觉寻求(sensation seeking)是指个体对多变的、新异的、复杂的和强烈的感觉以及体验的寻求，并通过采取生理的、社会的、法律的和经济的冒险行为来实现这些体验的愿望［6-7］。Suhr等人在研究中发现:高感觉寻求者在爱荷华赌博任务中成绩最差。［8］Barbara等人以哥伦比亚纸牌任务为实验任务发现:感觉寻求可以显著影响风险决策。［5］Barbara以改良的爱荷华赌博任务为实验任务发现:高感觉寻求个体更倾向于做出不利选择。［4］Lauriola在一项人格差异与风险决策关系的元分析研究中，选取感觉寻求、冲动性两种人格特质分析其与气球模拟冒险任务的关系，发现感觉寻求与气球模拟冒险任务中表现出来的冒险性具有中等相关。［3］然而，目前还存在一些研究并未证实感觉寻求与风险决策的显著相关性。Lejuez等人研究发现:气球模拟冒险任务中所表现出来的冒险性与感觉寻求不相关。［9］徐四华研究发现:感觉寻求总分及各分量表得分和爱荷华赌博任务无显著相关。［10］Young以爱荷华赌博任务为实验任务发现:感觉寻求与爱荷华赌博任务不相关。［11］研究结果不一致的可能原因是研究任务不同。气球模拟冒险任务中，电脑屏幕会呈现一个气球，被试需要按键逐渐吹大气球，每吹大一次气球都会有一定收益，同时气球也可能爆破，气球越大被试的收益越大，但是气球爆破的可能性越大，气球如果爆破那么收益就为零或负，这是一个动态的风险决策过程，被试需要连续地决策是选择继续冒险还是停止按键以获得当前的收益，但是气球模拟冒险任务并不适合采用ERPs技术进行研究。哥伦比亚纸牌任务需要被试从电脑屏幕的纸牌中做出选择，如果纸牌赢得分数，被试可以继续选择，相反如果纸牌失去分数，被试将不能再次选择，显然哥伦比亚纸牌任务也不适合采用ERPs技术进行研究。爱荷华赌博任务需要被试从四副纸牌中做出选择，每副纸牌的奖惩数额及概率不等，能够较好地模拟现实生活中的决策，并且适用于采用ERPs技术进行研究。

Bechara等人［12］用爱荷华赌博任务研究腹内侧前额叶脑区(ventromedial prefrontal cortex，vmPFC)损伤患者在风险决策中的表现，发现:损伤患者更多地选择了不利纸牌，其冒险的决策策略没有随着决策次数的增加而改变。研究者提出躯体标记假设［13-16］来解释脑损伤患者在爱荷华赌博任务中的表现，认为患者基于情绪情感的学习系统存在缺陷，导致损伤患者更多地选择了不利纸牌。研究发现有46%左右的大学生在爱荷华赌博任务中的表现与vmPFC损伤的患者一样［17］，但是躯体标记假设不能解释正常大学生在爱荷华赌博任务中的不良表现，说明存在影响风险决策的其他因素。

近年来，学者以简单赌博任务为实验范式，运用ERPs技术对决策后结果评价的认知神经机制进行了大量研究，主要发现以下几种与决策相关的ERP成分:P200、P300和FRN，反馈相关负波(feedback related negativity，FRN)是由负性反馈刺激诱发的一种负向偏转脑电成分，负性反馈刺激代表行为错误或失去金钱等，FRN出现在刺激后250～300ms左右，偶极子源定位在前扣带回附近。［18］目前对于FRN现象的理论解释主要有:强化学习理论和情绪动机假说。前者认为神经系统对反馈刺激的认知加工产生FRN，而后者认为对反馈刺激的情绪动机意义的评价产生 FRN。［19］

综上所述，我们发现以下两个问题亟待解决:第一，感觉寻求到底能否影响风险决策?第二，为什么正常个体在爱荷华赌博任务中的表现类似于vmPFC损伤者?为此，本研究以能更好模拟现实生活情景中风险决策的爱荷华赌博任务［20］为实验范式，采用ERPs技术探讨不同感觉寻求个体风险决策的行为表现及结果评价的认知神经机制。通过对风险决策的神经机制研究可以有效认识决策行为背后的“黑箱”，有助于进一步认识风险决策本质。同时风险决策在日常生活和企业管理中普遍存在，通过对风险决策的深入研究，有助于在日常生活中做出更优质的决策，有助于企业管理中更佳的人岗匹配。

一、研究方法

(一)被试

22名大学生参加本次实验，高感觉寻求组11人(男7，女4)、低感觉寻求组11人(男4，女7)，年龄21±1岁。视力或矫正视力正常，均未参加过类似实验，无色盲、色弱，无脑疾病史、精神病史及吸毒史，均为右利手。两周内均未吸烟、饮酒。高、低感觉寻求的被试是通过《大学生感觉寻求问卷》对180名大学生施测筛选出的。

(二)实验材料

1．大学生感觉寻求问卷

该问卷由东北师范大学赵闪在SSS-Ⅴ和SSS-Ⅵ以及AISS中文译本的基础上修订而成。问卷共有36道题目，分为兴奋与冒险寻求和去抑制两个维度。问卷的分半信度和内部一致性信度分别为0．86、0．88。题目采用三点记分，A 代表“不想做”，B代表“想做，但不一定去做”，C代表“想做，若有机会一定去做”。标准分转化后，20～38分为低感觉寻求群体;39～51为普通感觉寻求群体;52分以上为高感觉寻求群体。［21］

2．爱荷华赌博任务

任务有四副纸牌(A、B、C、D)，其中两副纸牌为即时奖励数量小但长远带来净收益的有利纸牌;另两副纸牌为即时奖励数量大但长远带来净损失的不利纸牌。纸牌的反面是一样的，正面是正、负分数，其中正分表示赢得这个分数，负分表示输掉这个分数，翻开每副纸牌可能赢牌也可能输牌，并且其概率不等。A纸牌赢得的分数和概率分别是 +100、50%，输掉的分数和概率分别是-150、50%;B纸牌赢得的分数和概率分别是+100、90%，输掉的分数和概率分别是-1 150、10%;C纸牌赢得的分数和概率分别是+50、50%，输掉的分数和概率分别是0、50%，D纸牌赢得的分数和概率分别是 +50、90%，输掉的分数和概率分别是-200、10%。实验时告诉被试从四副纸牌中任意选择一副翻看，被试的目标是经过很多次选择以后赢得尽可能多的分数。衡量被试风险偏好程度的指标是每个组块中的净分数，计算公式为:有利纸牌C/D的选择次数-不利纸牌A/B的选择次数。如果得分为负，表示被试在这一区组做出了更多的不利选择，相反得分为正，表示做出了更多的有利选择。

(三)实验设计

实验设计采用2(感觉寻求类别)×5(决策组块)混合实验设计，其中感觉寻求类别包括高、低感觉寻求两类，为被试间变量;决策组块按照常用方法［10］将全部决策过程的前100次依据决策进程划分为5个组块，每个组块20次选择，为被试内变量;因变量为风险决策模式，通过爱荷华赌博分数来确定被试风险偏好程度。

脑电分析采用2(感觉寻求类别)×2(反馈结果类型)×3(电极类型)混合实验设计方差分析，其中感觉寻求类别包括高、低感觉寻求两类，为被试间变量;反馈结果类型包括奖励、惩罚两类，为被试内变量;电极包括 Fz、Cz、Pz，为被试内变量。

(四)实验程序

实验在电磁被屏蔽的安静实验室里进行。实验流程如图1所示，首先要求被试阅读指导语，读懂指导语后开始实验。电脑屏幕中央会呈现红色“+”，300ms后并排呈现A、B、C、D四副纸牌，被试在键盘上按相应键做出选择，做出选择后空屏500ms，之后呈现反馈结果(0;-150;-200;-1 150;+50;+100)，呈现时间1 000 ms，随后进入下一次选择，被试需做2个block，每个block 100次，共200选择。实验不设置练习，但在实验之前会给被试口头讲解实验程序并作示范。

图1 实验流程

(五)数据收集与处理

实验仪器为德国Brain Products公司生产的脑电记录和分析系统。按国际10～20系统扩展的32导电极帽记录脑电数据，以双耳乳突的连线作为参考电极，双眼外侧安置电极记录水平眼电(HEOG)，左眼上下安置电极记录垂直眼电(VEOG)。每个电极处的头皮电阻保持在5kΩ以下。滤波带通为0．05～80Hz，采样频率为 500Hz/导。离线分析时，分析时程为反馈出现前200ms(作为基线)和反馈出现后800ms。反馈是指翻开纸牌后呈现的奖惩结果。自动校正眼电并排除其他伪迹，波幅大于±80μV在叠加时被自动剔除。对正、负反馈在两种条件(高、低感觉寻求)诱发的脑电分别进行叠加平均。所得ERPs经0．1～24Hz的无相数字滤波，以反馈前的均值校正基线。［22］

本研究在按键选择界面，记录被试的按键反应，并全程记录被试脑电。根据反馈刺激类型进行分段，将刺激分为正反馈、负反馈。根据前人研究选取三个电极点(Fz，Cz，Pz)比较前后脑差异，把FRN定义为反馈刺激呈现后250～350ms出现的最大负波值和此负波前的正波的最正值之间的差异。［23-27］数据使用SPSS17．0处理，所有方差分析的p值均采用Greenhouse-Geisser法进行校正。

二、研究结果

22名大学生参加本次实验，其中2名被试(高感觉寻求组1名男性被试，低感觉寻求组1名女性被试)因脑电不稳定，去伪迹处理中拒绝率超过44%，因而将其脑电数据排除，同时行为数据也不再接受进入统计分析。

(一)大学生感觉寻求问卷结果分析

把180名大学生的《大学生感觉寻求问卷》分数按序排列，从得分最低的20%的被试中随机选取11名被试定义低感觉寻求组，且得分均小于38，从得分最高的20%的被试中随机选取11名被试定义为高感觉寻求组，且得分均大于52。对两组被试的感觉寻求分数进行独立样本T检验，t(20)=8．06，p＜0．05，两组的感觉寻求分数存在显著差异(见表1)，说明对高、低感觉寻求组的划分是有效的。

表1 不同感觉寻求类型被试得分比较

(二)行为结果

对被试爱荷华平均得分进行2(感觉寻求类型)×2(性别类型)的完全随机方差分析，结果显示:感觉寻求类型主效应显著，F(1，16)=25．95，p＜0．01，性别类型主效应不显著，F(1，16)=0．74，p＞0．05，感觉寻求类型和性别类型交互作用不显著，F(1，16)=0．61，p＞0．05。对被试在每个组块的得分进行2(感觉寻求类型)×5(决策组块)的重复测量方差分析，结果显示:决策组块主效应不显著，F(4，72)=1．71，p＞ 0．05，感觉寻求类型主效应显著，F(1，18)=10．90，p＜0．01，决策组块和感觉寻求类型交互效应显著，F(4，72)=4．15，p＜0．01，对决策组块在高、低感觉寻求组进行简单效应分析，表现为在高感觉寻求组简单效应不显著，p＞0．05，在低感觉寻求组简单效应显著，组块3=组块4=组块5＞组块1=组块2，p＜0．05。具体见图2。

图2 两种感觉寻求类型的被试组块得分比较

(三)脑电结果

采用SPSS17．0进行2(感觉寻求类型)×2(反馈结果类型)×3(电极类型)的重复测量方差分析，结果显示:感觉寻求类型主效应不显著，F(1，18)=0．23，p＞0．05;感觉寻求类型和反馈结果类型交互效应显著，F(1，18)=4．56，p＜0．05;简单效应分析结果为:在负反馈条件下低感觉寻求组FRN平均波峰值(-6．41±0．58μV)比高感觉寻求组 FRN 平均波峰值(-5．31 ±0．58μV)更负，p＜0．05;在正反馈条件下低感觉寻求组FRN平均波峰值(-3．82±0．53μV)与高感觉寻求组FRN平均波峰值(-4．25±0．53μV)无差异，p＞0．05;反馈结果类型主效应显著，F(1，18)=25．99，p＜0．05，表现为:负反馈诱发的FRN脑电成分更负，p＜0．05;电极主效应显著，F(2，36)=14．21，p＜0．05，事后多重比较发现:相较于Cz、Pz电极，Fz电极诱发的脑电成分更负，Cz、Pz电极诱发的脑电成分无差异;电极和感觉寻求类型交互效应不显著，F(2，36)=0．03，p＞0．05;电极和反馈结果类型交互效应不显著，F(2，36)=1．06，p＞0．05;电极、反馈类型和感觉寻求类型交互效应不显著，F(2，36)=0．10，p＞ 0．05。具体见图3。

三、讨 论

(一)感觉寻求对个体风险决策影响的行为模式

本研究从人格因素角度探讨感觉寻求是否影响个体风险决策。针对这一研究目的，首先使用大学生感觉寻求问卷区分出了高感觉寻求组和低感觉寻求组，然后让高、低感觉寻求组被试分别参加爱荷华赌博任务。数据分析显示:感觉寻求类型主效应显著，而性别类型、感觉寻求类型和性别类型的交互作用均不显著，说明性别差异对风险决策并没有影响。

从图2可以看到，高、低感觉寻求组被试在第一、二组块得分都是负分，低感觉寻求组得分从第三组块开始有很大提升，尽管第四组块有稍微下降，但是第五组块又有提升。相较于低感觉寻求组从第三组块开始有较大提升，而且得分由负变为正，高感觉寻求组得分一直是负分。低感觉寻求组在第三、四、五组块的得分大于高感觉寻求组得分。本研究与Suhr(2007)、Barbara(2013)的研究结果一致。高感觉寻求组个体在风险决策任务中的表现类似于vmPFC损伤患者，以往研究也发现vmPFC损伤患者在选择过程中一直选择即时奖励数量大但是惩罚也大的不利纸牌。［28］

本研究表明感觉寻求显著影响个体风险决策的行为模式，表现为:高感觉寻求组的个体在决策中更多地选择了不利纸牌(即时收益高但长远损失)，其冒险的决策策略没有随着决策次数的增加而发生改变，表明高感觉寻求个体在风险决策中的行为模式是“即时收益优先”模式。而低感觉寻求组的个体由于其不喜欢冒险，在习得奖惩规律后(第三组块以后)便改变了其行为模式，转为更多地选择有利纸牌(即时收益低但长远获益)，在第一、二组块的不利决策是因为其在决策过程中还没有习得奖惩规律。这表明低感觉寻求组个体对惩罚的体验比高感觉寻求组个体强烈得多，正是因为低感觉寻求组个体对惩罚更敏感，在习得奖惩规律后便改变了行为模式，转而更多地选择有利纸牌。按照躯体标记假设，低感觉寻求者在决策过程中产生了来自情绪系统的体细胞偏好信号，并且这种体细胞偏好信号在低感觉寻求组中确实在引导个体作出更好的决策，然而如前文所提大学生中有46%左右的个体在爱荷华赌博任务中的表现类似于vmPFC损伤患者［7］，在本研究中表现为高感觉寻求者持续不断地选择不利纸牌，这表明感觉寻求显著影响个体风险决策的行为模式。高感觉寻求组的个体在任务中的表现无法用躯体标记假设解释，所以我们采用ERPs技术收集脑电数据，试图从认知神经层面解释为什么高感觉寻求组的个体会持续不断地选择不利纸牌。

(二)感觉寻求对个体风险决策影响的认知神经特点

本研究选取FRN作为分析成分，由于FRN只对反馈结果效价敏感，而对反馈结果数量不敏感，而且中性反馈刺激和负性反馈刺激一样也诱发了脑电的负向偏转，［29］所以本研究将反馈结果+100、+50划为“正反馈”，而将反馈结果 0、-150、-200、-1 150划为“负反馈”。由图3可见反馈刺激呈现后诱发了明显的FRN波。

图3 不同感觉寻求组在正、负反馈条件下的ERPs总平均波形

在本研究中，高、低感觉寻求组在负反馈结果条件下都产生了FRN波，并且低感觉寻求组的波峰值要比高感觉寻求组的大。强化学习理论［28］认为反馈相关负波是当强化学习信号通过中脑多巴胺系统传输到ACC时产生的，并且ACC可以通过这种信号来调整当前行为，基底神经节参与评价反馈结果的好坏，如果是负性反馈结果，就被评价为“坏”，多巴胺神经细胞会引起相位减弱的活动，多巴胺系统把这些信息传递到ACC，多巴胺能的减弱不能抑制ACC神经元的活动，便引起了较大波幅的FRN。负反馈结果条件下，低感觉寻求组的波峰值更大的原因可能是高、低感觉寻求组个体的中脑多巴胺的活动程度不同，尽管是相同的反馈结果，但是较于高感觉寻求组，低感觉寻求组个体中脑多巴胺神经细胞相位减弱活动更大，所以低感觉寻求组在负反馈条件下的波峰值要比高感觉寻求组大。可见负反馈对于低感觉寻求组来说更具有改变行为模式的意义。中脑多巴胺产生的信号会传递到前额叶，由于高、低感觉寻求者在负反馈结果条件下产生的信号强弱不同，所以对前额叶的控制也是不同的，在后续的选择中低感觉寻求组会转而选择更有利的纸牌，而高感觉寻求组却持续不断地选择不利纸牌。另外，高、低感觉寻求组在正反馈条件下产生的FRN波峰值没有差异，这说明高、低感觉寻求者对正反馈不敏感，所以相同的反馈结果引起相同程度的波幅。躯体标记假设从体细胞偏好信号的角度阐释了vmPFC损伤患者在任务中的不良表现，但是并不能够解释正常个体在任务中的不良表现，强化学习理论可以解释这种现象。个体在风险决策中所表现出来的认知神经特点表明，低感觉寻求者对代表惩罚的负性刺激更敏感，所以在后续的选择过程中转为选择更为有利的纸牌。

反馈类型主效应显著，表现为负反馈诱发的FRN波峰值比正反馈诱发的FRN波峰值大，这是与前人研究结果一致的［30］，这表明负性刺激对人类的适应性行为更有意义，本研究结果进一步验证了强化学习理论。

感觉寻求显著影响风险决策行为，具体表现为:高感觉寻求者更多地表现出决策的冒险行为;在负反馈结果条件下，感觉寻求显著影响结果评价，低感觉寻求者诱发更负的FRN脑电成分，表明低感觉寻求组的个体对惩罚更敏感。

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