DECISION-MAKING: TEORIE E MODELLI SPERIMENTALI

IL DECISION MAKING Quotidianamente ciascuno di noi è portato a confrontarsi con molteplici realtà e situazioni più o meno conosciute e ad interagire in diversi contesti lavorativi, sociali e relazionali che richiedono la messa in atto di comportamenti intenzionali e scelte vantaggiose per risolvere problemi e per definire e raggiungere obiettivi sempre più complessi. Con il termine DECISION MAKING si intendono quelle funzioni esecutive connesse alla capacità decisionale e all’abilità nel modulare la percezione della ricompensa e della punizione al fine di effettuare scelte vantaggiose.

IL DECISION MAKING DECIDERE = scegliere una fra le alternative individuate dal soggetto in una determinata situazione: Momento culminante di un complesso processo di analisi dei problemi e delle possibili soluzioni Abilità di sapersi orientare nelle situazioni di incertezza, attuando schemi di comportamento che diano una risposta soddisfacente ai propri bisogni

IL DECISION MAKING SAPER DECIDERE competenza fondamentale per l’individuo, base del successo personale e professionale, strumento fondamentale di crescita e realizzazione.

Come prendiamo determinate decisioni? Perché a volte prendiamo decisioni che sono a noi favorevoli mentre altre volte decidiamo apparentemente contro il nostro stesso interesse? Quali meccanismi e quali circuiti regolano i nostri comportamenti decisionali? Quali abilità ci permettono di stabilire nuovi schemi comportamentali e sistemi di pensiero

comportamento (negli animali) Decision-making e comportamento (negli animali)

I lobi frontali giocano un ruolo cruciale nei processi decisionali

Decision-making nel gatto

Decision-making nel gorilla Binti Jua Zoo di Chicago. Binti Jua, gorilla femmina e madre, vede improvvisamente piovere dal cielo uno strano “gorillino” : è un bambino di 3 anni che si è sporto dal parapetto dei visitatori ed è precipitato giù. Binti Jua non esita. Da madre, raccoglie il cucciolo umano ferito, lo culla, lo sorregge, difendendolo dagli altri gorilla. Quando essi cercano di avvicinarsi minacciosi, Binti Jua non esita: in quattro balzi sulle rocce finte della sua gabbia, raggiunge la porta di ferro dalla quale entrano gli inservienti e consegna il bambino ferito ai soccorritori

Decision-making e Comportamento (negli uomini)

UTILITA’= Σ (PROBABILITA’ X VALORE) VINCITA € 45 Decisioni RAZIONALI .20 GIOCO A .80 € 0 PERDITA VINCITA € 30 .25 GIOCO B .75 € 0 PERDITA UTILITA’= Σ (PROBABILITA’ X VALORE)

Punto A Decisioni FREDDE Punto B

Decisioni CALDE

comportamento (patologico) Decision-making e comportamento (patologico)

Decision-making nel DAP EVITARE?

Decision-making nel DOC RESISTERE?

Decision-making nel GAP RISCHIARE?

I circuiti fronto-subcorticali rappresentano un sistema preposto all’organizzazione dei rapporti cervello-comportamento La sregolazione dei circuiti che originano dalla corteccia frontale è alla base di una grande varietà di disturbi cognitivi e neuropsichiatrici

La corteccia frontale funziona da “sistema esecutivo esperto” del cervello ed attraverso l’assimilazione e la fusione dei processi percettivi, volitivi, cognitivi ed emotivi, modula e forma personalità e comportamento. Quando danneggiata il risultato può essere: Deficit decisionale Disorganizzazione della personalità e del funzionamento emotivo Anomali nell’attenzione e concentrazione Difficoltà nella pianificazione e nell’inizializzazione delle azioni Apatia o euforia Disinibizione comportamentale Riduzione delle abilità motorie e del controllo dei pensieri, parole ed azioni

Funzioni della corteccia orbitofrontale Regolazione degli affetti: la corteccia orbitofrontale sembra regolare gli affetti negativi, soprattutto la paura Comportamento morale: lesioni nella corteccia orbitofrontale disgregano il comportamento morale e di giudizio Processi cognitivi: quando la corteccia orbitofrontale è compromessa, l’inizializzazione delle risposte alternative è danneggiata probabilmente perchè l’associazione tra una risposta corretta ed il suo valore di ricompensa è alterata Meccanismi di ricompensa: la funzione della corteccia orbitofrontale è di creare un’associazione tra comportamento e ricompensa Impulsi motivazionali ed emotivi: attraverso il sistema limbico la corteccia orbitofrontale rende possibile che le emozioni vengano rappresentate come idee e che le idee stimolino le emozioni

Il Decision-Making e i suoi modelli sperimentali Il modello sperimentale per lo studio delle funzioni esecutive, ed in particolare del decision making, che fornisce i presupposti per l’ipotesi localizzatoria del deficit di questa funzione, è rappresentata dall’indagine neuropsicologica dei pazienti neurologici con specifiche lesioni delle aree ventromediali della corteccia orbitofrontale.

Il Decision-Making e i suoi modelli sperimentali Soggetti con lesioni bilaterali della corteccia prefrontale ventromediale sviluppano una scadimento importante della loro capacità decisionale in ambito sociale e personale nonostante funzioni intellettive normalmente preservate Questi soggetti mostrano una sorta di miopia per il futuro nel senso che sembrano incuranti delle conseguenze future delle loro azioni perché guidati solamente dalle prospettive immediate delle loro decisioni

Il Decision-Making e i suoi modelli sperimentali L’ipotesi d’inibizione, in parte fondata su modelli animali, propone che l’incapacità di questi soggetti nel sopprimere la risposta evocata dagli stimoli ambientali contingenti impedisce allo stesso di pianificare adeguatamente le proprie azioni Professor Barbara J Sahakian University of Cambridge Studiando i meccanismi di apprendimento condizionato e la capacità di modificare o sopprimere risposte precedentemente soggette a ricompense, sostiene che la corteccia orbitofrontale è cruciale nella valutazione dell’associazione di stimoli ambientali ai propri meccanismi di ricompensa. Professor Edmund T Rolls University of Oxford

Il Decision-Making e i suoi modelli sperimentali L’ipotesi del marcatore somatico propone che il deficit nel decision-making sia il risultato di una deficitaria attivazione dello stato somatico che normalmente funziona come segnale che aiuta l’individuo verso decisioni vantaggiose Professor Antonio R. Damasio University of Iowa

Il Decision-Making e i suoi modelli sperimentali Non tutte le nostre scelte sono dettate da valutazioni puramente logiche: negli ultimi anni il concetto di razionalità della decisione è stato sostituito con quello di razionalità limitata. Spesso gli individui, quando arrivano a dover scegliere fra più alternative di cui non hanno una conoscenza assoluta, si affidano ad intuizioni

Il Decision-Making e i suoi modelli Le emozioni sono sono fortemente implicate nei processi decisionali di ognuno di noi. I precursori di molte risposte emotive sono soprattutto inconsapevoli (Le Doux, 2000: Damasio, 1994). Di fronte a decisioni incerte, questo sistema ci fornisce segnali aggiuntivi di natura emozionale e aiuta a destreggiarci in ciò che diversamente sarebbe un problema impossibile da affrontare, specialmente in uno spazio di tempo ridotto. L’ipotesi del marcatore somatico (Damasio, 1994)

L’ipotesi del marcatore somatico Postula l’esistenza di interazioni funzionali fra stati corporei e processi cognitivi di alto livello mediate dai marcatori somatici Emozioni come reazioni corporee agli stimoli ambientali Queste reazioni sono catalogate come piacevoli o spiacevoli Sono inviate alla corteccia orbitofrontale dove vengono associate con altre rappresentazioni che veicolano informazioni sul contesto ambientale In questo modo le reazioni emotive diventano dei marcatori somatici per gli stimoli esperiti in precedenza dai quali sono state elicitate Una volta formati, i marcatori somatici possono venire riattivati qualora l’organismo si trovi di fronte a situazioni simili a quelle che hanno provocato la loro formazione

Il marcatore somatico nel decision making Questo marcatore contrassegnerebbe un’immagine, forzando l’attenzione sull’esito negativo cui un dato comportamento può condurre e agendo come segnale automatico di allarme che anticipa un pericolo derivante da tale scelta. Questo segnale può far abbandonare immediatamente il corso negativo dell’azione e portare il soggetto alla scelta di una fra le alternative che lo escludono, proteggendo da situazioni svantaggiose che potrebbero svilupparsi in futuro conseguentemente a scelte sbagliate nel presente e permettendo di scegliere entro un numero minore di alternative. L’analisi costi/benefici e la deduzione opereranno dopo il passo automatizzato che ha portato a ridurre drasticamente il numero di opzioni

L’ipotesi del marcatore somatico La corteccia prefrontale è coinvolta nell’accoppiare stimoli complessi provenienti dal mondo esterno con lo stato somatico e/o emotivo interiore, solitamente esperito in associazione con le medesime esperienze Quando una situazione che coinvolge questi stimoli complessi si ripresenta, la corteccia prefrontale ventromediale riattiva lo stato somatico precedentemente associato con quella esperienza Nel contesto dei processi decisionali, l’attivazione dello stato somatico produce segnali preferenziali che attribuiscono valori differenti alle diverse opzioni possibili, guidando verso la corretta decisione tra le varie alternative possibili Privato di questo marcatore somatico, la decisione diventa dipendente da una lenta analisi del costo-beneficio delle numerose e conflittuali possibilità decisionali: tali opzioni possono risultare troppo numerose o l’analisi può essere troppo lenta da non consentire un’appropriata e rapida decisione

Decisioni ambigue (Bechara et al., 1994) Iowa Gambling Task

Iowa Gambing Task Il test simula, in tempo reale, la capacità dei soggetti di prendere delle decisioni nell’incertezza delle premesse e dell’esito delle medesime Il test, sviluppato in pazienti neurologici con lesioni delle aree ventromediali della corteccia prefrontale, valuta la capacità soggettiva di acquisire delle preferenze attraverso la sensibilità alla punizione ed alla ricompensa

‘A ‘B ‘C ‘D Iowa Gambling Task PICK A CARD CASH BORROW $ 0 $ 2.000 $ 4.000 $ 6.000 $ 8.000 PICK A CARD Iowa Gambling Task

< > Iowa Gambing Task Mazzi A e B Mazzi C e D Grandi ricompense ..…ma anche grandi punizioni ..…strategia SVANTAGGIOSA nel lungo termine < Mazzi A e B piccole ricompense ..…ma anche piccole punizioni ……strategia VANTAGGIOSA nel lungo termine > Mazzi C e D

Iowa Gambing Task

Decisioni rischiose (Brand et al., 2008) Game of Dice Task

Game of Dice Task Le regole per vincite e perdite sono esplicite, così come le probabilità di vincita associate a ciascuna scelta. Al soggetto viene detto di massimizzare il capitale messo a disposizione scegliendo una fra le quattro diverse alternative per ciascuno dei 18 trials in cui il dato viene lanciato. Le opzioni differiscono nella probabilità di dare un reward (da 1:6 a 4:6) Per le opzioni con basse probabilità di vincita (meno del 50%) le vincite e le perdite sono alte; per le opzioni con alte probabilità di vincita (> 50%) le vincite e le perdite sono modeste o basse.

Bilancio positivo nel lungo termine Game of Dice Task analizzando la performance al test, due delle 4 possibili alternative (combinazioni di tre numeri e le combinazioni di quattro numeri) sono classificate come “vantaggiose”, avendo una probabilità di vincita > 50% ed essendo associate a vincite e perdite basse. Le restanti due alternative (un numero singolo o una combinazione di due numeri) sono classificate come “svantaggiose”, avendo una probabilità di vincita <50% ed essendo associate ad alte vincite e eprdite. Bilancio positivo nel lungo termine

Decisioni rischiose (Rogers et., 1999) Gamble Task

Gamble Task Valuta la propensione del soggetto all’attuazione di comportamenti rischiosi e la capacità di attuare tali decisioni in tempi adeguati Nel Gamble Task gli elementi che rappresentano la possibilità più o meno favorevole di vincere (o di perdere) sono resi chiari e completamente espliciti ad ogni mossa.

Gamble Task il compito consiste nel mostrare al soggetto 6 scatole, alcune rosse ed altre blu. Al soggetto viene detto che il computer nasconderà in modo casuale una pallina gialla dentro ad una delle 6 scatole, e che dovrà indovinare se è stata nascosta in una di quelle blu o in una delle rosse; ogni scelta (scatola rossa o blu) è associata ad un punteggio fisso da scommettere. Nell’arco dell’intero test le scatole rosse e blu vengono presentate in proporzioni diverse (5 rosse e 1 blu [5:1]; 4 rosse e 2 blu [4:2] e 3 rosse e 3 blu [3:3] e viceversa) e si ripetono ciascuna 8 volte in modo randomizzato. Ugualmente, e sempre in modo randomizzato, vengono presentate le combinazioni di cifre da scommettere (50 vs 50; 40 vs 60; 30 vs 70; 20 vs 80 e 10 vs 90). Al fine di creare una situazione decisionale conflittuale, i guadagni maggiori sono sempre associati al colore meno probabile e, viceversa, i guadagni minori sono associati al colore più probabile.

Gamble Task Una volta scelto su quale dei due colori “puntare” verrà rivelata la posizione della pallina. Se il soggetto avrà puntato sul colore giusto, comparirà la scritta “hai vinto” e la cifra scommessa sarà sommata al punteggio totale, altrimenti uscirà la scritta “hai perso” e l’importo scommesso verrà sottratto dal punteggio accumulato. All’inizio del gioco saranno dati al soggetto 100 punti con l’indicazione di cercare di massimizzare l’ammontare durante il gioco. Si chiede inoltre al soggetto di fare le proprie scelte nel più breve tempo possibile.

Decision making in condizioni di ambiguità Gli individui decidono tra differenti opzioni ma l’esito delle loro scelte è incerto e non definito da chiari ed ovvie probabilità Iowa Gambling Task: offre situazioni di scelta completamente ambigue e le regole per vincite e perdite sono implicite Dipendente principalmente dall’integrità della corteccia prefrorntale ventromediale ed amigadala Solo in parte correlato alle funzioni esecutive, richiede un adeguato uso dei feedback esterni Correlato al marcatore somatico E’ maggiormente correlato ai feedback emozionali che processano e generano segnali che influenzano e dirigono le future decisioni

Decision making in condizioni di rischio Gli individui decidono tra differenti opzioni sulla base di probabilità note e conoscenze esplicite sull’esito delle loro scelte Game of Dice Task: offre precise regole per vincite e perdite e un esatto calcolo della probabilità di vincita Principalmente dipendente dall’integrità della corteccia prefrorntale dorsolaterale ed amigadala Correlato principalmente alle funzioni esecutive, richiede un adeguato uso dei feedback esterni Correlato al marcatore somatico Si basa sia sulle componenti cognitive sia su quelle emotive proposte dalle situazioni decisionali

DECISIONI AMBIGUE DECISIONI RISCHIOSE CORNICE DECISIONALE ABILITA’ I soggetti sono esposti a situazioni ambigue che non permettono un’esatta valutazione degli esiti futuri; le loro scelte sono basate sull’approssimazione I soggetti sono esposti a regole esplicite per le perdite o le vincite così come a ovvie probabilità di vittoria associate ad ogni opzione ABILITA’ Significative relazioni con feedback emotivi Meno correlate alle abilità nelle funzioni esecutive Influenza del marcatore somatico Significative relazioni con le abilità nelle funzioni esecutive Necessitano di una adeguata uso dei feedback esterni TEST Iowa Gambling Task Game of dice Task AREA CEREBRALE Corteccia prefrontale ventromediale Corteccia frontale dorsolaterale amigdala

DECISION MAKING in CONDIZIONI DI RISCHIO Game of Dice Task (GDT; Brand et al., 2005) Starcke et al., 2009 Confronto delle prestazioni di un campione di pazienti con DOC nell’ IGT e nel GDT, allo scopo di rilevare e confrontare eventuali deficit nei due differenti processi decisionali. Prestazioni deficitarie nel campione di ossessivi rispetto ai controlli sani nell’IGT, mentre nella prova del GDT non sono stati evidenziati deficit significativi nelle due popolazioni di soggetti. I pazienti con DOC sembrerebbero deficitari solo nei processi decisionali in condizioni di ambiguità (mediati dalla corteccia orbito frontale) mentre le abilità decisionali nei contesti di rischio (corteccia dorso laterale) risulterebbero non compromesse

DECISION MAKING in CONDIZIONI DI RISCHIO Game of Dice Task (GDT; Brand et al., 2005) Starcke et al., 2010 La performance nel GDT e nell’IGT in un campione di DOC e di controlli sani è stata confrontata prendendo in considerazione l’attivazione somatica attraverso la valutazione della SCR durante le prove. Presenza di deficit significativi nella abilità decisionale nelle condizioni ambigue nei pazienti DOC Presenza di differenze nell’attivazione somatica nelle due prove: durante la prova del GDT non sono state riscontrate differenze nell’SCR tra il campione di ossessivi e quello di controllo, mentre nell’IGT è stata rilevata nei controlli sani un’attivazione somatica significativamente maggiore rispetto ai pazienti

DECISION MAKING in CONDIZIONI DI RISCHIO Game of Dice Task (GDT; Brand et al., 2005) Starcke et al., 2010 E’ ragionevole ipotizzare il ruolo specifico giocato dalla componente emotiva (manifestata attraverso la modulazione della conduttanza cutanea) nei processi che guidano la presa di decisione nei contesti di ambiguità e, di conseguenza nei pazienti con DOC, la presenza di una relazione tra deficit nella attivazione somatica e la compromissione della abilità decisionale nelle situazioni in cui vincite, perdite e loro percentuale non sono esplicitate.

Uno dei paramentri che misura la risposta fisiologica è la conduttanza cutanea (SCR) RISPOSTA SOMATICA SCR è una funzione simpaticomediata largamente utilizzata come indice dell’arousal emozionale SCR è uno strumento importante per lo studio della cognizione implicita ed inconsapevole SCR IGT

CONDIZIONAMENTO E COMPORTAMENTO Come parametro di rilevazione dello stato somatico abbiamo utilizzato la SCR cioè la risposta di conduttanza cutanea, una misura affidabile, mediata dal sistema simpatico ampiamente utilizzata negli studi cognitivi, come una misura dell’arousal emotivo.

Comportamento “condizionato” Risposta somatica Stimolo condizionato Le teorie del condizionamento classico e operante sono state largamente utilizzate per spiegare un vasto ventaglio di comportamenti acquisiti e di patologie. Comportamento