睡眠剥夺对风险决策的影响及其机制研究

In many industries, decision makers need to make judgments and choices under the state of mental fatigue due to insufficient sleep. Sleep deprivation, as the laboratory model of insufficient sleep, has been proved to have significant impact on risky decision-making, but its internal mechanism remains unclear. Based on the results of previous studies as well as our pilot studies, we proposed a hypothetical model that feedback processing, risk perception, inhibition control, and priority of heuristic system could mediate the effect of sleep deprivation on risky decision-making. Using laboratory study and field study, the current project plan to adopt Simple gambling task, Adult decision making competence scale, Probability discounting task, two-choice oddball paradigm, and other tasks and measurements, and compare participants’ performance in these tasks before and after sleep deprivation. Combined with the fMRI and ERPs analysis, we will further explore the relation of these indicators reflecting feedback processing, risk perception, inhibition control, and priority of heuristic system, and the risky decision-making change after sleep deprivation. The results of the current project will scientifically answer how sleep deprivation influences risky decision-making, and provide theoretical basis for further exploration to avoid errors in decision-making due to insufficient sleep.

许多行业的决策者需要在睡眠不足的状态下做出选择与判断。睡眠剥夺是睡眠不足的实验室模型，被证明能显著影响风险决策，但内在机制不明。在前人研究与预实验基础上，我们提出睡眠剥夺会影响个体的反馈加工、风险感知、抑制控制，造成启发式加工系统比平时更具优势，进而影响风险决策。本项目拟通过实验室研究与现场研究，结合fMRI与ERPs技术，采用简单赌博任务、概率折扣任务、双选择Oddball任务、决策能力问卷等研究范式，对比睡眠剥夺前后被试在执行上述实验任务时的行为差异，同时比较执行控制网络、奖赏网络等脑功能网络连接强度，以及任务诱发的FRN、N2、P3等脑电成分在睡眠剥夺前后的变化。重点论证上述反应被试反馈加工等心理过程的行为-脑电-脑成像指标的变化与睡眠剥夺后被试风险决策变化的关系。研究结果将科学地回答睡眠剥夺影响风险决策的内在机制，为进一步探讨如何规避睡眠不足导致的决策失误提供理论与实证依据。

风险决策是一种高级的认知活动，涉及注意、记忆、冲突抑制等多种认知加工。在很多行业，决策者常常需要在缺乏睡眠的脑疲劳状态下做出选择与判断。睡眠不足会导致决策能力下降，表现为盲目冒险等，但内在机制不明，特别是干预方法探讨较少。鉴于睡眠缺乏和风险决策的普遍性，探讨睡眠缺乏如何影响风险决策及开发相应的对抗措施具有重要的理论和实际意义。前人研究发现，睡眠剥夺会影响个体的警觉、工作记忆、风险感知、理性思维、抑制控制，造成启发式加工系统比平时更具优势，而这些认知活动与风险决策显著相关。本项目通过实验室研究与现场研究，结合fMRI与ERPs技术，采用PVT任务、n-back任务、双选择Oddball任务、决策能力问卷等研究范式，对比睡眠剥夺前后以及小睡后被试在执行上述实验任务时的行为学与脑成像差异。在现场研究中，以夜班护士为研究对象，发现夜班睡眠缺乏导致脑力疲劳后，在爱荷华决策任务成绩下降，并且这种成绩下降与风险感知、理性思维能力的下降显著相关。在实验室研究中，在实验室研究中，以男性大学生为研究对象，分别比较了睡眠剥夺前，剥夺后，剥夺小睡后三种情况下在警觉、工作记忆、抑制控制以及风险决策任务差异，结果显示，睡眠剥夺后被试警觉、工作记忆、抑制控制下降，冒险倾向上升，在小睡后，警觉、工作记忆、抑制控制能力有部分恢复，冒险倾向下降。决策结果的变化与警觉、工作记忆、抑制控制涉及的脑区功能连接强度变化有关。基于本研究的结果，可以认为睡眠不足造成的非理性冒险与警觉、工作记忆、抑制控制下降有关，小睡作为一种经济便捷的干预措施能有效地抵御睡眠不足对决策能力的损害。