Az explorációs és exploitáció közötti váltásra vonatkozó döntéshozatali folyamatok vizsgálata eye-tracker segítségével
Vizsgálatomban az ismert lehetőségek kihasználása és az új lehetőségek keresése közötti váltás döntéshelyzetével foglakozom. Az exploitáció (a jelenlegi helyzetünkben ismert lehetőségek és források kiaknázása) és az exploráció (az új, még ismeretlen helyzetek felkutatása és új lehetőségek kiaknázása úgy, hogy a korábbiakat magunk mögött hagyjuk) közötti döntési helyzetre az új élelemforrás keresése, vagy a mostani lelőhely teljes kihasználása egy tipikus példa (Gilzenrat, Nieuwenhuis, Jepma & Cohen, 2010).
Az ilyen döntés idegrendszeri szabályozásában fontos szerepet játszik a noradrenalin (norepinefrin - NE), amit a locus coeruleus (LC) magsejtjei termelik és szekretálják. A LC aktivitása és a pupilla mérete között szoros összefüggés mutatható ki, ennek értelmében a nagyobb LC aktivitásnál tágabb pupillaméret detektálható (Murphy et al., 2014). A locus coeruleus működése két kategóriába osztható, ezek a tónusos és a fázisos mód. A fázisos módban a neuronok alap aktivitása alacsony, ezért a bejövő ingerek által kiváltott rövid burst-ök összességében jelentős aktivitásfokozódást fognak jelenteni. Ezzel szemben a tónusos módban a neuronok alap aktivitása eleve magas, így a stimulusok kisebb választ fognak kiváltani (Aston-Jones és Cohen, 2005).
Gilzenrat és mtsai (2010) eredményei szerint a baseline pupilla átmérőjében mért növekedés kapcsolatban áll az explorációval, míg a csökkent baseline átmérő összefüggésben áll az exploitációval. Eredményeik szerint tehát a pupilla mérete indirekt módon jelzője a locus coeruleus működésének, így eye-tracker segítségével jól vizsgálható a váltáshoz kapcsolódó kognitív tevékenység.
A vizsgálathoz egy SMI Red 500 remote eye-tracker készüléket használtam (mintavételi frekvencia: 250 Hz), az adatokat az iViewX programmal rögzítettem. Az ingeranyag (4x4-es betűhalmazok, halványszürke háttéren fekete színű betűkkel) bemutatása számítógépen, a Presentation programon keresztül történt. A kísérleti személy feladata az volt, hogy a betűhalmazokból a lehető legtöbb szót generáljon 15 perc alatt (ezeket a kísérletezető regisztrálta). A feladat alatt a kísérleti személy szabadon válthatott a következő betűtáblára a ’space’ billentyű lenyomásával, de a váltás költségének 10 másodperces várakozást állítottam be. A természetben is így történik, ha az állat explorálni szeretne, annak költsége van: az idő, míg felkutatja az új lelőhelyet.
A válaszok generálását és a váltásokat megelőző néhány másodpercben a pupillaméret csúcsszerű növekedése detektálható, ami a válaszok esetében fázisos, a váltások esetében pedig tónusos aktivitásfokozódásként értelmezhető. A vizsgálat során igazolódott, hogy a tónusos aktivitás magasabb a váltást megelőzően, mint a feladat kezdetén.
A vizsgálat során AOI-elemzéseket is alkalmazok a szókeresés és váltáshoz kapcsolódó összefüggések mélyebb megismerésére, ennek eredményeképpen a centre-stage hatás is igazolódott a kutatás során.
Irodalom:
1. Gilzenrat, M. S., Nieuwenhuis, S., Jepma M., & Cohen, J. D. (2010). Pupil diameter tracks changes in control state predicted by the adaptive gain theory of locus coeruleus function. Cognitive, Affective, & Behavioral Neuroscience, 10(2), 252–269.
2. Murphy, P. R., O'Connell, R. G., O'Sullivan, M., Robertson, I. H., & Balsters, J. H. (2014). Pupil diameter covaries with BOLD activity in human locus coeruleus. Human Brain Mapping, 35(8), 4140-4154.
3. Aston-Jones, G. & Cohen, J. D. (2005). Adaptive gain and the role of the locus coeruleus-norepinephrine system in optimal performance. Journal of Comparative Neurology, 493(1):99-110.
szerző
-
Lisony Borbála
Kognitív tanulmányok MA
mesterképzés (MA/MSc), nappali
konzulens
-
Dr. Pajkossy Péter
adjunktus, Kognitív Tudományi Tanszék
