Probability learning in normal and parkinson subjects: The effect of reward, context, and uncertainty

Abstract

Bu tezde uyaran-eylem kalıpları arasındaki olasılıksal iliski olasılık öğrenmeparadigması ile arastırılmıstır. ?lk üç deneyde ödülün etkisine bakılmıstır. Ekolarak, sırasıyla bağlam ve belirsizlik ikinci ve üçünçü deneyler aracılığı ilearastırılmıstır. Dördüncü deney ikinci deneyin bir tekrarı olup bir grup dopamintedavisi gören Parkinson hastasında olasılık öğrenme test edilmistir. Birincideneyde klasik olasılık öğrenme paradigması parasal ve parasal olmayangeribildirimler ile test edilmistir. Olasılık öğrenme davranısı hem ödül olarak paraile geribildirim alan hem de ödül olarak para ile geri bildirim almayan durumlardagözlemlenmistir. Buna karsın, bu iki geri bildirim durumu arasında anlamlı birfark bulunamamıstır. ?kinci deneyde, olasılık öğrenme benzeri gereksiz bağlambilgisi içeren bir görev uygulanmıstır. ?kinci deneyde olasılık öğrenme davranısıgözlemlenmistir ve ödül olarak para ile geribildirimin anlamlı bir etkisigözlemlenmistir. Üçüncü deneyde yine ikinci deney gibi olasılık öğrenme benzerifakat bu sefer gerekli bağlam bilgisi içeren bir görev uygulanmıstır. Beklendiğiüzere faydalı bilginin kullanılması neticesinde ne olasılıksal öğrenme ve ne deödül olarak para geri bildiriminin öğrenme üzerine bir etkisi gözlemlenmemistir.Bu deneyde bulunan belirsizliğin etkisi literatürdeki raporların bir tekrarıdır.Dördüncü deney ikinci deneyin aynısıdır fakat deneyin uygulandığı örneklemlerbir grup dopamin tedavisi gören Parkinson hastası ve aynı yaslardaki kontrolgrubudur. Bu deney literatürdeki dopamin tedavisinin pozitif geri bildirimi ileilgili önermeleri test etmek için tasarlanmıstır. Dördüncü deneyde, olasılıköğrenme davranısı gözlemlenmistir fakat Parkinsonlu hastalar ve kontrol grubuarasında olasalık öğrenmede anlamlı bir fark gözlemlenmemistir bunun nedenibüyük olasılıkla katılımcı sayısının azlığından kaynaklanmaktadır. Bu çalısmalaraek olarak birinci ve dördüncü deneylerde öğrenme mekanizmaları sınanmıstır.Sonuçlarımız deneyin baslangıcında katılımcıların olasılıkları öğrenirken örüntüarama davranısı sergilediğini göstermesidir. Birinci ve dördüncü deneyde frekansöğrenmeye bağlı olarak katılımcılar maksimizasyon davranısı sergilemektedir vesürekli aynı seçeneği seçmislerdir.Anahtar Kelimeler: Olasılık Öğrenme, Örüntü Arama, Parkinson, Dopamin, BasalGanglia

In this thesis, the learning of probabilistic relationships between stimulus-actionpairs is investigated under the probability learning paradigm. The effect of rewardis investigated in the first three experiments. Additionally, the effect of contextand uncertainty is investigated in the second and third experiments, respectively.The fourth experiment is the replication of the second experiment with a group ofParkinson patients where the effect of dopamine medication on probabilitylearning is studied. In Experiment 1, we replicate the classical probabilitylearning task by comparing monetary and non-monetary reward feedback.Probability learning behavior is observed in both monetary and non-monetaryrewarding feedback conditions. However, no significant difference between themonetary and non-monetary feedback conditions is observed. In Experiment 2, avariation of the probability learning task which includes irrelevant contextualinformation is applied. Probability learning behavior is observed, and a significanteffect is found between monetary and non-monetary feedback conditions. InExperiment 3; a probability learning task similar to that in Experiment 2 isapplied, however, in this experiment, stimulus included relevant contextualinformation. As expected, due to the utilization of the relevant contextualinformation from the start of the experiment, no significant effect is found forprobability learning behavior. The effect of uncertainty observed in thisexperiment is a replication of the reports in literature. Experiment 4 is identical toExperiment 2; except that the subject population is a group of dopaminemedicated Parkinson patients and a group of age matched controls. Thisexperiment is introduced to test the suggestions in the literature regarding theenhancement effect of dopamine medication in probability learning based onpositive feedback conditions. In Experiment 4, probability learning behavior isobserved in both groups, but the difference in learning performance betweenParkinson patients and controls was not significant, probably due to the lownumber of subject recruited in the experiment. In addition to these investigations,learning mechanisms are also examined in Experiments 1 and 4. Our resultsindicate that subjects initially search for patterns which lead to probabilitylearning. At the end of Experiments 1 and 4, upon learning the winningfrequencies, subjects change their behavior and demonstrate maximizationbehavior, which makes them prefer continuously one option over the other.Keywords: Probability Learning, Pattern searching, Parkinson Disease,Dopamine, Basal Ganglia