跨期选择的认知机制与神经基础，本文主要内容关键词为：认知论文,神经论文,机制论文,基础论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
1引言
跨期选择(intertemporal choice)是指个体对发生在不同时间的成本与收益进行权衡，进而做出的各种判断和选择(Loewenstein，1988； Frederick，Loe-wenstein， & O'Donoghue，2002)。亚当·斯密指出跨期选择不仅影响一个人的健康、财富与整体幸福感，也决定一个国家的经济繁荣的程度(Frederick，Loewenstein，& O'Donoghue，2002)。因此，跨期选择是一个非常普遍且具有重要意义的研究领域。
Samuelson(1937)在经济学领域中基于折扣效用理论(Discounted utility Theory)开始对跨期选择进行研究；而心理学领域对跨期选择的研究可以追溯到Mischel(1961)对延迟满足的实验。跨期选择研究的一个重要发现是，与当前或近期的获益(或损失)相比，人们总是倾向于赋予将来获益(或损失)更小的权重，这一现象叫做时间折扣(time discounting)(Green & Myerson，2004)。在现实生活中，有很多这样的现象，比如吸烟、酗酒、吸食毒品、赌博等成瘾行为，虽然成瘾者都知晓这些行为的危害，但为了即时享乐，而宁愿放弃长远的利益(健康、美满的家庭、良好的社会关系等)。这些冲动行为的原因是什么？怎样才能让人“目光远大”，而避免“鼠目寸光”？这些都跨期选择研究力求解决的问题。
当今，跨期选择研究已经成为行为决策学和神经经济学领域一个新的研究热点。研究者从不同的研究角度对跨期选择进行研究，本文拟对以往研究进行总结，从跨期选择认知与神经机制的角度出发，对跨期选择的心理效应、认知机制以及神经基础等方面展开阐述，并在此基础上探讨跨期选择未来研究的发展方向。
2跨期选择的心理效应
动态不一致(Dynamic Inconsistency)。个体在一个小的立即奖赏与一个大的延迟奖赏之间选择，个体常常倾向于选择小的立即奖赏。然而当两个奖赏再同时延迟一个共同的时间后，个体则倾向于选择大的延迟奖赏(Angeletos，Laibson，Repetto，Tobacman， & Weinberg，2001)。Thaler(1981)举了一个形象的例子：个体比较偏好今天得到一个苹果，而不是等到明天得到两个苹果；但是，若同时将等待时间延长一年，则个体可能会偏好一年又一天(一年后的明天)得到两个苹果，而不是一年(一年后的今天)后得到一个苹果。
立即效应(Immediacy Effects)。当个体面临立即小奖赏和延迟大奖赏时，个体通常倾向于选择立即小奖赏(Frederick，Loewenstein & O'Donoghue，2002)。Kirby和Hermstein(1995)研究发现，个体常常高估立即奖赏，低估延迟奖赏。个体可能认为接受一个确定奖赏的概率随着时间的延迟而降低，进而可能重新评估延迟奖赏的主观价值。
数量效应(Magnitude Effects)。这是指与大额数量相比，小额数量的折扣率较大(Benzion，Rapoport， & Yagil，1989)。Thaler(1981)的研究发现，被试现在获得15元和一年后获得60元、现在获得250元和一年后获得350元以及现在获得3000元和一年后获得4000元是无差异的，折扣率分别为139%、34%、29%。
符号效应(Sign Effects)。收益(正符号)的折扣率显著高于损失(负符号)的折扣率。Thaler(1981)要求被试想象他们现在需要支付一个交通罚单，如果罚单可以被延迟支付，例如，3个月、1年或3年，他们愿意付多少？研究发现，个体对损失的折扣率远远小于获益的折扣率。这一结果也得到其他的研究的证明(Benzion，Rapoport，1989)。
序列效应(Sequence Effects)。个体偏好增长的序列优于下降的序列(Frederick，Loewenstein， & O'Donoghue，2002)。例如，Loewenstein等人(1991)发现人们喜欢一个增长序列的工资优于不变序列或下降序列的工资。
形式效应(Form Effects)。在跨期选择中，问题提法不同能够影响个体的时间偏好。Read，Frederick，Orsel， & Rahman(2005)提出了日期—延迟假说(date-delay hypothesis)，即对未来结果的评价将取决于它的时间是采用期限还是时间点。使用延迟单位将使个体关注于需要等待多长时间，而使用日期会使个体关注结果发生的时刻以及当时的收益值。研究发现，当时间被描述为日期时比描述成延迟期限时，个体更具有耐心。
3跨期选择的认知机制
对于跨期选择的认知机制，研究者主要提出了两类理论模型：计算理论(Computing Theories)和认知成分理论(Theories of Cognitive Component)
3.1 计算理论
3.1.1 早期模型
折扣效用模型(discounted utility model，DU)。DU理论基本假设是：人们会将未来不同时间点的效用按照同一比率(指数函数的形式)进行折扣，而折扣后的未来各期效用之和，就是人们对该决策赋予的总效用。由于无论延迟时间的长短，价值变化的速率恒定，因此，这一模型不能解释许多时间折扣的异常现象，例如，动态时间不一致等(何嘉梅，黄希庭，2009)。
3.1.2 中期模型
双曲线折扣模型族。双曲线折扣模型族主要包括双曲线折扣模型(hyperbolic discounting model)和准双曲线折扣模型(quasi-hyperbolic discounting model)。Mazur在1984年提出双曲线折扣模型，公式为Vd=A/(1+kdD)，是延迟时间的减函数，表现为随着延迟时间的增长，价值下降的速度放慢。准双曲线折扣模型由Laibson提出，它由两个不同的折扣函数组成，一个函数能够明显地区分立即与延迟，对立即奖赏给予更大的权重，延迟奖赏随着时间的延迟，被赋予的价值权重迅速降低，时间折扣率大；另一个函数是指数函数的一部分，对相同的时间延迟赋予相同的权重，时间折扣率小(O'Donoghue et al.，1999；Angeletos et al.，2001)。准双曲线函数形式如公式1：Vd=βδdA，Vd：折扣后的价值，A：将来奖赏的客观数量，β参数表示相对于立即奖赏，在任一延迟时间点的特别的价值(0＜β≤1)，例如，在β＜1时，相对立即奖赏，所有将来的奖赏都会得到低估；δ参数是标准指数模型中的折扣率，不管延迟时间多长，折扣率是相等的。与DU模型相比，双曲线折扣模型族并没有要求时问折扣率稳定不变，在许多研究中，双曲线折扣模型族比DU模型更适合数据的分析。
3.1.3 近期模型
次可加折扣模型(subadditive discounting model)。Read(2003)根据绝对延迟时间和相对延迟时间的比较，提出次可加折扣模型。基本假设是：不管奖赏延迟与否，间隔时间越短，跨期选择的折扣率越大。其公式为：SS=δtl-tlLL，SS：小的较早奖赏；LL：大的延迟奖赏；δ：恒定的折扣率，0＜δ＜1；t1：较早奖赏的获得时间；t2：较晚奖赏的获得时间。次可加折扣是一个明显的现象，在匹配和选择中的一系列延迟情况下都能发现，当延迟分解为几个间隔时也会发生，间隔增多折扣率也增加。
“尽可能快”折扣模型("as soon as possible"(ASAP)discounting model)。现今有研究者从另一个角度提出了对时间折扣进行解释的模型：ASAP折扣模型。(准)双曲线折扣模型假设：将来奖赏的主观价值与立即奖赏相比是以双曲线的形式下降的，例如，主观价值的标准的双曲线函数是Vd=A/(1+kdD)，Vd：将来奖赏被评估的主观价值，A：将来奖赏的客观数量，D：相对于立即奖赏的延迟时间，kd：主观折扣常量。然而，将来奖赏的主观价值不是相对于立即奖赏，而是相对于早期奖赏呈双曲线下降的。Kable等人(2010)称作“尽可能快折扣模型”。例如，ASAP的函数的一般形式是VASAP=g(DASAP)A/(1+kASAP(D-DASAP))，VASAP：将来奖赏被评估的主观价值，DASAP：相对于早期奖赏的延迟时间，g(DASAP)：一个相对于早期奖赏的延迟时间的函数。由于ASAP模型是最近提出的，其可行性需要得到研究进一步的论证。
3.2 认知成分理论
冲动和自我控制理论(Impulsive and Self-control Theories)。该理论的基本假设是：个体在自我控制的过程中，存在着两种控制系统—热系统和冷系统。冷系统指的是海马为基础的认知系统，它推动个体进行反思和认知调节；而热系统主要指以杏仁核心为基础的情绪系统，它集中体现个体产生接近—回避或攻击—远离的反应，随着压力的增加和个体情绪唤醒水平的提高，热系统开始占据支配地位(Mische，1999)。在一般情况下，两种系统是共同发挥作用的。情感决策是热执行功能的重要组成部分，而理性、去情景化的认知是冷执行功能的重要组成部分。在跨期选择中，如果个体选择小的立即奖赏，则热系统起主导地位，相反，如果个体放弃立即奖赏，选择延迟较大的奖赏，则冷系统起主导地位。也就是说，热系统与冷系统之间的相互作用决定了个体的选择倾向性。其中，自我控制加工可能是个体跨期选择中关键的部分，这种理论模型得到了脑成像方面的实验证据(Figner，2010)。
认知表征理论(Cognitive Imagery Theories)。Trope和Liberman(2000，2003)提出时间建构理论(Temporal Construal Theory)来解释跨期选择的心理效应，其基本假设是：当人们知觉事件发生的时间距离较远时，人们倾向于使用上位的、抽象的和本质的表征来解释事件(高水平建构)；当知觉事件发生的时间距离较近时，人们更可能使用下位的、具体的和表面的特征来解释(低水平建构)。例如，人们在对远期未来的事件进行决策时，更加重视与高水平解释相关的价值；而对近期事件的决策则更加偏好与低水平解释相关的价值。研究结果显示解释水平与时间洞察力是双向的，时间洞察力影响解释水平，同样解释水平也影响时间洞察力(Trope，Liberman， & Wakslak，2007)。前人研究发现：将来定向的思考的确是脑功能的一个基本的操作(Bar，Aminoff，Mason，& Fenske，2007)，心理刺激可以作为许多认知加工的基础(Barsalou，2009； Hassabis & Maguire，2009；Moulton & Kosslyn，2009；Schacter & Addis，2009)。而且最近Peters等人(2010)用神经成像的技术证明了事件想象能够降低跨期选择中的冲动性。
查询理论(Query Theory)。Weber等人(2007)用查询理论来解释是跨期选择中的心理效应。查询理论包括四个基本的假设(Weber，Johnson，Milch，Chang，Brodscholl， & Goldstein，2007)。第一，对不同时间奖赏的价值的评估基于一系列的问题，并且决策者自发分解这些问题。例如，决策者将“我应该延迟接受奖赏吗？”分解为一系列问题，如“我为什么应该现在接受奖赏？”或者“我为什么应该延迟接受奖赏？”第二，这些问题的提出是逐个且连续进行的，而且不同的反应模式有不同的查询次序。这两个假设中，问题的分解与查询这两个过程都是自动的，不需要决策者的意识参与。第三，第三个假设是基于记忆研究中的输出干扰，即回忆列表中引导性内容可能导致列表中没有被引导部分的记忆减少。查询次序至关重要，查询次序决定查询的结果。第四，查询次序取决于跨期选择的情景，对跨期选择情景的不同反应模式产生不同的查询次序。查询理论主要基于这样的一种观点，即对价值的评估取决于记忆的提取过程，其得到Weber等人一系列实验的支持。
4跨期选择的神经基础
目前研究者对跨期选择的神经基础进行了大量的研究，并提出了不同的神经模型解释。其中主要的三种观点：双机制加工模型、单机制加工模型、自我控制模型。
4.1 双机制加工模型
双机制加工模型的基本假设是：在跨期选择中，人脑中存在两个不同的加工系统。其中一个系统权重立即的奖赏，叫做“β系统”，包括皮质下边缘结构和相关的侧边缘皮质，主要加工延迟时间较短的事件价值的评估；然而另一个系统权重所有的延迟奖赏，叫做“δ系统”，包括额—顶系统，主要加工延迟时间较长的事件价值的评估。这两个加工系统相对的激活程度预测被试的选择，在被试面对立即奖赏与延迟奖赏这两个选项时，选择立即奖赏联系到β系统相对增长的激活，而δ系统激活降低；选择延迟奖赏则结果相反。为了证明脑中双机制加工系统是稳定的，McMlure等人让被试完成跨期选择任务，奖赏是金钱(2004)或者水，研究发现这两种奖赏的结果类似。前人已经有人提出：在跨期选择中，可能涉及到“感性”与“理性”加工系统的竞争(Loewenstein，1996；Soman et al.，2005)，McMlure等人研究表明早期进化的边缘系统可能调节非理性的情绪加工，而相对较晚形成的额叶(特别是背外侧前额叶)调节理性加工。在跨期选择中，这两个神经网络的相对激活程度可能预测被试的选择倾向。
4.2 单机制加工模型
单加工模型的基本假设是：在跨期选择中，人脑中至少存在一个区域以双曲线折扣的形式编码奖赏的主观价值。这一假设得到了Kable等人(2007)的实验证明，他们发现，中脑边缘多巴胺区域(包括伏核(nucleus accumbens，NAC)和内侧前额叶(medial prefrontal cortex，MPC))的激活与将来奖赏的数量和延迟的整合相关，是延迟奖赏的主观价值的神经表征。Kable等人研究结果显示：通过比较在这些脑区被编码的主观价值，从而做出选择立即奖赏或者是延迟奖赏。最近，Kable等人(2010)再次用实验证明单机制加工模型的可行性，并且研究发现：个体被试不必要用双曲折扣模型来预测冲动偏好反转。他们发现在腹侧纹状体、内侧前额叶和后扣带回(posterior cingulate cortex，PCC)的激活并不仅与立即奖赏是否呈现有关，而是与立即和延迟奖赏的主观价值有关，而不是仅仅编码这个奖赏与另一个奖赏相对的价值。这些研究支持了行为—神经模型，即“ASAP”模型。
4.3 自我控制模型
单机制和双机制加工假设最佳的选择是个体价值比较的结果，而没有其它的进程(例如，自我控制)的介入。自我控制模型则认为，个体可能高估一个小的较早的奖赏，低估大的较晚的奖赏，但是由于个体的自我控制能力，个体仍可能选择大的较晚的奖赏。在跨期选择中，关于自我控制的模型，可能从三种不同角度进行解释：一种角度解释，把自我控制与一个的递归反馈环路假设联系起来；第二种角度解释，把自我控制等同于不合适反应目标的抑制，这需要外侧前额叶皮层与基地神经节之间的抑制通路的参与(Goldstein & Volkow，2002)；第三种角度解释，把自我控制涉及到价值信号的转变。其中，价值信号能够有利于长期应变的有效加工，与背外侧前额叶皮层有关(Hare，Camerer， & Rangel，2009)。
最近，Figner等人(2010)采用经磁颅技术研究证明在跨期选择中左外侧前额叶皮层涉及到自我控制加工。研究结果显示：在立即选项VS延迟选项的选择中，左外侧前额叶皮层接受磁脉冲刺激时增加了选择立即选项的频率；但是，在延迟选项VS延迟选项的选择中或有立即选项VS延迟选项的价值评估中，不管左外侧前额叶受到磁脉冲刺激与否，对选择行为和评估行为都不造成影响。结果说明在跨期选择中，左外侧前额叶皮层是自我控制的神经基础。
5研究展望
目前，虽然研究者们从行为决策学和神经经济学角度对跨期选择展开了大量的研究，目前还有许多尚未解决的问题，今后可以着重从以下的几个方面进行研究。
第一，时间感知在跨期选择中的作用。Kin和Zauberman等人(2009)提出了感知时间基础模型(perceived-time-based model)来解释跨期选择中的时间折扣现象。他们认为最近的一些研究主要通过感知价值基础的模型(perceived-value-based model)解释时间折扣的现象，而忽视了从延迟感知中分离出价值感知的重要性。例如，跨期选择中的双曲折扣可能不是因为为降低的折扣率，而是因为对时间水平降低的敏感性造成的。他们指出对延迟时间水平降低的敏感性(diminishing sensitivity to longer time horizons)和整体时间压缩水平(the level of time contraction overall)影响双曲折扣的水平。因此，时间感知可能在跨期选择起着关键性的作用，从行为和神经的水平研究跨期选择中的时间感知，可能是研究的一个方向。
第二，跨期选择的神经机制。目前，关于跨期选择的神经基础研究，研究者已经得出了不同的神经加工模型：双机制加工模型、单机制加工模型、自我控制。虽然，各自都能找到一定证据证明其部分合理性，但都没有办法解释跨期选择的真正脑机制。例如，跨期选择到底是由不同的加工系统进行调节还是由一个单独系统决定，或者不同的加工系统是否可以整合进一个单独的系统；自我控制与主观价值信号有怎样的神经相关性，以及自我控制是怎样在跨期选择中起作用的。因此，对于跨期选择的脑机制研究，应该为围绕“单机制与双机制”、“自我控制与主观价值信号”这两个维度进行深入研究，期待能够解决跨期选择的脑机制问题。
第三，跨期选择的进化与适应也是今后研究的一个重要方向。人类具有对未来进行计划和规划的能力，但在跨期选择时，同非人类动物一样，都偏好于即刻的奖赏。大量的神经科学和心理学研究已经从进化的角度证实，从动物到人类，从儿童到成人，普遍存在这种偏好(Kim，Hwang， & Lee，2008)。但是，非人类动物表现得更加冲动，而人类则更少地冲动，好像非人类动物缺少一个有效的计划系统，这是人与动物的一个主要的区别。而且随着年龄的增长，个体在跨期选择中折扣率显著减少(Green，Myerson，& Ostaszewski，1999)，年轻人比老年人表现出显著的缺少耐心。因此，利用行为和神经成像技术，从探索人类心智的起源与机制的角度对人与动物进行研究，可能是跨期选择一个新的研究视角。
第四，还要加强跨期选择在应用方面的研究。首先，从广度的视角，可以考察跨期选择是否存在个体差异、领域差异以及文化差异。例如，研究发现，不同的人对同一种奖赏可能有不同的选择偏好，然而同一个人对不同种类的奖赏可能也有不同的偏好，原因可能是不同种类的奖赏对不同的人产生了不同的诱惑水平(Tsukayama & Duckworth，2010)。其次，从深度的视角，可以研究跨期选择是否受其他因素的纵向影响。在关于形式效应的研究中，研究发现图形的呈现形式影响跨期选择的选择偏好(Sun & Li，2010)，而风险可能增加延迟折扣的程度(Sun & Li，2010)。例如，通过研究不同概率水平下风险对跨期选择的影响特征，探索其发生的机制。在此基础上，根据不同地区的大样本调查结果，了解各地区风险条件下跨期选择的差异及其与本地宏观经济指标的关联，进而探讨研究的现实意义(孙彦，2011)。最后，跨期选择时间折扣现象可能与一系列精神疾病相连，如各类成瘾行为、孤独症、暴饮暴食症等。因此，扩大跨期选择在应用方面的研究有重要的实际意义。