Modulation of evidence accumulation rate and decision criteria via inhibition and excitation of left dorsolateral prefrontal cortex by transcranial magnetic stimulation

Abstract

Eşiğe doğru delil birikimi modelleri, karar verme süreçlerini anlamak için altta yatan sinirsel mekanizmalarla da uyumlu bir bakış açısı sunar. Bu süreçlerdeki delil toplama hızı hem uyaranın özelliklerine hem de karar vericinin becerilerine bağlıdır ve bilişsel olarak kontrolü mümkün değildir. Mevcut delilin etkili olarak bütünleştirilmesinin sinirsel eşleniklerinden biri dorsolateral prefrontal korteks (DLPFK) aktivitesi olarak görülmektedir. Bu yöndeki ilintisel görüntüleme çalışmalarını destekleyen beyin uyarım çalışmaları da bölgedeki aktivitenin azaltılması ile delil bütünleştirme hızının da düştüğünü göstermektedir. Bu çalışma (1) delil toplama hızını düşüren önceki beyin uyarım çalışmalarının kısmen tekrarlanmasını ve teyidini, (2) sol DLPFK aktivitesini artırarak ile delil toplamayı hızlandırmanın mümkün olup olmadığının araştırılmasını ve (3) bu bölgedeki aktivite değişimlerinin karar eşikleri gibi diğer karar parametrelerine etkisinin keşfini amaçlamaktadır. Çalışma sonucunda önceki çalışmalardaki sürüklenme hızı azaltma etkisi tekrarlanamamış, fakat sinyal seviyesi düşük (zor) kararlarda DLPFK aktivitesini artırıcı uyarım sürüklenme hızını artırmaya yönelik bir eğilim göstermiştir. Aynı zamanda DLPFK baskılanmasının, aynı bölgedeki aktivitenin artırıldığı duruma kıyasla daha temkinli karar stratejileri belirlenmesine sebep olduğu bulunmuştur. Bu çalışma mevcut araştırmalara karşıt bulguları ile DLPFK'nin karar verme süreçlerinin farklı aşamalarındaki rolünü tartışmakta ve bu aşamaları birbirinden ayrı değerlendiren alanyazına yeni bir perspektif sunmaktadır.

Accumulation-to-bound models provide a neurally plausible mechanistic framework for the decision process. Evidence accumulation rate in these models depends both on the stimulus properties and the agent's abilities, but evades cognitive control. Dorsolateral prefrontal cortex (DLPFC) activity is one of the neural correlates of how well an agent integrates the available evidence. Supporting the correlational imaging studies, brain stimulation studies elicit reduced evidence accumulation rates by inhibiting this region via transcranial magnetic stimulation (TMS). This study aimed to (1) partially replicate these findings, (2) investigate whether this latent decision variable can also be improved via excitation of left DLPFC, and (3) explore potential effects of activity modulation in this region on any other decision parameters, particularly decision criteria. We did not replicate the drift-rate suppression effect due to inhibition, but did find a trend for the drift-rate enhancing effect of DLPFC excitation specifically when the signal to noise ratio of the sensory input was low. We also found that inhibition of the left DLPFC results in more cautious responding compared to when the same region was targeted with excitation. The novel findings of this study challenge the existing studies regarding the role of DLPFC in the decision process and adds a new perspective to the literature that investigates evidence accumulation and decision thresholds in isolation.