成瘾相关决策过程中规则学习能力下降的认知神经基础

The dysfunction of decision-making is a key impairment of cognitive function in substance and/or behavior addiction. By getting the feedback of choices for several times, people usually can get the rules and make right choices in the decision-making task. The Iowa Gambling Task (IGT) which is used in the research of rule learning during decision making process, has widely accessed addiction related dysfunction in decision-making. However, the neural basis of its core cognitive component, i.e., rule learing, is still unclearly. By the analysis based on economic theory and computer modeling, our current results showed that the activity in the prefrontal area and the limbic system was significantly related to the process of the rule learning in IGT. As addiction related impairment in these circuits was found in many previous studies(including ours), the present project plans to analyze the brain activation and network characteristics during rule learning process of IGT in addicts with fMRI and EEG in order to understand the neural basis of dysfunctions during decision-making process in addiction and to explore a potential treatment with Transcranial Direct Current Stimulation. The results of this project will help understand the relationship between brain circuits impairment and decision-making dysfunction in addicts and search the new effective treatment, which will be of important social and clinical significance.

决策能力降低是物质/非物质成瘾关键认知损伤之一。人在多次决策及反馈中，通常可以学会规则进而做出有利决策。爱荷华博弈任务(IGT)被广泛地用来研究这种规则学习及相关障碍，特别是成瘾者决策行为能力降低。然而对其核心认知成分- - 规则学习过程及其学习能力下降的神经机制还比较缺乏研究。申请人最近的实验，利用经济学、计算机建模等新方法，发现了前额叶、边缘系统等脑区及环路与IGT中规则学习过程相关。并且很多研究者(包括申请人)都在成瘾者的这些脑区及环路发现损伤。因此，本项目拟利用磁共振、脑电等工具，分析成瘾者在决策中规则学习过程相关的脑区及环路的活动改变，以了解成瘾者决策能力降低的脑机制，并利用经颅直流电刺激方法初步探索可能的治疗方法。这些研究结果将有助于理解成瘾相关脑区及环路损伤与决策障碍之间关系的神经基础和探索有效的干预方法，具有重要的社会和临床价值。

决策能力降低是物质/行为成瘾关键认知损伤之一。人在多次决策及反馈中，通常可以学会规则进而做出有利决策。爱荷华博弈任务（Iowa Gambling Task, IGT）被广泛地用来研究这种规则学习及相关障碍，特别是成瘾者决策行为能力降低，然而还缺乏神经机制研究。在本项目的支持下，我们利用磁共振、脑电等工具，分析成瘾者情绪环路在IGT决策中规则学习相关活动、网络特点等，以了解物质和行为成瘾者情绪环路损伤的脑机制，并利用经颅直流电刺激（tDCS）方法初步探索可能的干预机制。我们发现尼古丁成瘾被试IGT成绩下降，其损伤的主要神经机制为前扣带回。脑电和磁共振的数据同时处理的结果提示，前额叶的激活在岛叶之前，提示了自上而下的调控机制。除了物质成瘾外，我们还针对微博、微信等新型网络应用建立了行为成瘾的诊断标准，并比较了某些类似行为成瘾的认知过程（比如爱情等）的神经机制与物质成瘾的异同。最后我们发现tDCS干预尼古丁成瘾者前额叶可以降低其吸烟渴求，其神经机制为前额叶与海马旁回的通路。到目前为止，在本项目的支持下已经发表论文 31 篇，SCI（包括 SSCI）论文 30 篇（第一或通讯 作者 29 篇），其中 IF>=5 的 4 篇（Neuroimage 2 篇，Human Brain Mapping 2 篇），达到并超过了计划书所写的要求。还有部分内容因为研究和发表周期的原因，尚未正式发表。不过研究的主体内容已经完成，计划近期将会正式发表（还应发表 SCI 论文 3-4 篇以上，IF>5 的 1-2 篇）。此外，还根据研究结果出版了两本英文专著，申请了两项国家专利及两项软件著作权。这些研究结果将有助于，理解成瘾相关情绪环路损伤与决策障碍之间关系的脑机制和寻找科学有效的干预方法，因此具有重要的社会和临床价值。