解码fMRI神经反馈可在单个被试内诱导双向行为改变

使用实时功能磁共振成像(rt-fMRI)的研究最近引入了解码方法，使得fMRI可用作操纵细粒度神经活动的工具。由于临床应用的巨大潜力，关于解码神经反馈(DecNef)的某些问题必须解决。神经反馈效应可持续数月，但其短期至中期动态尚不清楚。具体而言，同一被试能否在不同会话中学习诱导两个相反方向的神经模式？这引出了进一步的问题：在先前会话中训练诱导某神经模式后，学习逆转该模式是否效果较差。在此，我们采用被试内设计，被试依次接受相反方向的DecNef训练（在感知任务中置信判断的上调或下调），顺序在被试间平衡。行为结果表明，操纵受到神经反馈顺序和方向的强烈影响。因此我们应用非线性数学建模来参数化DecNef的四个主要后果：行为改变的主效应、下调效应相对于上调效应的强度、跨会话学习的保持、以及顺行学习干扰。建模结果显示DecNef在不同会话中成功诱导了双向行为改变。此外，上调更为显著，且即使在一周间隔后效应也大都被保留。最后，与第二周效应相比第一周效应减弱，表明强烈的顺行学习干扰。这些结果提示DecNef的强化学习特征，并为其应用于基础神经科学、职业与运动训练以及治疗提供重要约束。