Verarbeitung des relativen Belohnungswertes im menschlichen Gehirn. Eine Metaanalyse hirnbildgebender Studien.
The representation of reward magnitude in the human brain. An meta-analysis of neuroimaging studies.
by Lisa Kaps
Date of Examination:2012-02-06
Date of issue:2012-02-06
Advisor:Prof. Dr. Oliver Gruber
Referee:Prof. Dr. Oliver Gruber
Referee:PD Dr. Peter Dechent
Referee:Prof. Dr. Patricia Virsik-Köpp
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
English
In human life rewards function as an incentive for goal-directed behaviour and contribute amongst others to learning and optimising behaviour. By functional imaging using fmri and pet, regions in the human brain can be analysed event-related. Nevertheless the functions of the brain regions, which are part of the reward system, are not yet clearly understood.The following hypotheses are based on recent publications: 1. The ventral striatum (vSTR) shows increased activity during anticipation of reward 2. The ventromedial prefrontal cortex (vmPFC) shows increased activity during outcome of reward. Using activation likelihood estimation (ALE) a metaanalysis of brain-imaging studies of healthy probands of the years 2000 to 2010 was conducted. The 622 foki from 40 studies were sorted by anticipation and outcome phase and analysed separately.Besides other brain regions of the reward system, the bilateral vSTR showed increased activity during reward anticipation. During reward outcome the bilateral vSTR and the vmPFC in particular showed increased activation. The results of this metaanalysis agree with recently publicated studies. The vSTR is important for the processing of the anticipated reward value and the prediction error. The activity of the vSTR during receipt o reward reflects its uncertainty and unpredictability. The vmPFC is responsible for the grading of the received reward value and contributes to adapting behaviour.
Keywords: reward; value; magnitude; ventral striatum; ventromedial prefrontal cortex; fmri; pet; meta-analysis
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Belohnungen dienen im menschlichen Leben als Anreiz für zielgerichtetes Verhalten und tragen u.a. zum Lernen und Optimieren von Verhaltensweisen bei. Mittels funktioneller Bildgebung mit fMRT und PET können Regionen im menschlichen Gehirn ereigniskorreliert untersucht werden. Dennoch sind die Funktionen der einzelnen Gehirnareale des Belohnungssystems noch nicht völlig geklärt.Aus der aktuellen Literatur wurden folgende Hypothesen abgeleitet: 1. Das ventrale Striatum (vSTR) zeigt eine gesteigerte Aktivität in der Erwartungsphase einer Belohnung. 2. Der ventromediale präfrontale Cortex (vmPFC) zeigt eine gesteigerte Aktivität bei Erhalt einer Belohnung. Mit Hilfe der activation likelihood estimation (ALE) wurde eine Metaanalyse der Ergebnisse hirnbildgebender Studien gesunder Probanden der Jahre 2000 bis 2010 durchgeführt. Die 622 Foki aus 40 Studien wurden nach Erwartungs- und Ergebnisphase unterteilt und separat analysiert. Neben weiteren Strukturen des Belohnungssystems zeigte während der Erwartung einer Belohnung das bilaterale vSTR eine erhöhte Aktivität. Während des Erhalts der Belohnung ergab sich insbesondere eine Aktivierung des bilateralen vSTR und des vmPFC.Die Befunde der Metaanalyse stehen im Einklang mit Studien der aktuellen Literatur. Das vSTR ist wichtig für die Verarbeitung des erwarteten Belohnungswertes und des Vorhersagefehlers. Die Aktivität des vSTR während des Belohnungserhalts spiegelt dessen Unsicherheit oder Unvorhersehbarkeit wider. Der vmPFC ist für die Einstufung des erhaltenen Belohnungswertes zuständig und vermittelt eine Anpassung des Verhaltens.
Schlagwörter: Belohnung; Wert; ventrales Striatum; ventromedialer präfrontaler Cortex; fMRT; PET; Metaanalyse