Elektrophysiologische Korrelate perzeptueller Entscheidungssicherheit beim Menschen

Abstract

In der Welt bayesscher Entscheidungsprozesse muss unser Gehirn aus einer Fülle sensorischer Eingänge Informationen darüber gewinnen, wie zuverlässig die Annahmen sind, auf deren Basis wir unsere Entscheidungen und unser Handeln gründen. Perzeptuelle Entscheidungssicherheit bezeichnet unsere Einschätzung der Richtigkeit unserer Wahrnehmungsleistung. Bei Rhesusaffen konnten neuronale Korrelate für perzeptuelle Entscheidungssicherheit im lateralen intraparietalen Kortex dargestellt werden. Kürzlich wurde gezeigt, dass selektive Aufmerksamkeit die Entscheidungssicherheit humaner Probanden stärker erhöht als deren eigentliche Entscheidungsleistung. Ziel der vorliegenden Arbeit war es, elektrophysiologische Korrelate für perzeptuelle Entscheidungssicherheit zu beschreiben, die den eigenständigen und unabhängigen Charakter dieser Qualität prüfen und ihre Rolle im Entscheidungsprozess näher beleuchten. Hierzu wurden zehn Probanden einer visuellen Bewegungsdiskriminationsaufgabe unter Bedingungen valider und invalider Aufmerksamkeitsausrichtung unterzogen und das EEG parallel aufgezeichnet. Durch korrelative Analysen wurden Entsprechungen der psychophysisch gemessenen Entscheidungssicherheit im EEG dargestellt. Für beide Aufmerksamkeitsbedingungen zeigten sich frühe visuelle Antworten, die sowohl mit der Entscheidungssicherheit als auch mit dem Diskriminationserfolg und der Bewegungskohärenz korrelierten. Symmetrische Verteilung dieser Potentiale über dem parietookzipitalen Kortex und ihr zeitliches Auftreten sprachen für einen Generator im bewegungssensitiven Kortex, welcher die sensorischen Eigenschaften des Reizes und damit sensorische Evidenz repräsentierte. Für die invalide Aufmerksamkeitsbedingung zeigten sich ähnliche Potentiale zu einem Zeitpunkt, zu welchem die sensorischen Eigenschaften aus dem Arbeitsgedächtnis heraus reproduziert werden mussten. Ein von den visuellen Parametern und dem Diskriminationserfolg unabhängiges Korrelat für Entscheidungssicherheit fand sich nur unter Bedingungen valider Aufmerksamkeitsausrichtung. Diese Komponente begann circa 300ms vor der mittleren motorischen Reaktionszeit und zeigte einen parietalen Schwerpunkt. Der Nachweis expliziter und eigenständiger Korrelate untermauert das Konzept, dass Entscheidungssicherheit eine spezifische Entität mit biologischer Wertigkeit darstellt. Perzeptuelle Entscheidungssicherheit erscheint einerseits als notwendige Konsequenz spezifischer sensorischer Repräsentationen, andererseits als reizunabhängige Größe, die im sensomotorischen Kortex zur Generierung der motorischen Antwort beiträgt.

To cope with a mass of sensory information, in a Bayesian surrounding our brain encodes subjective performance estimates as crucial components in decision making and action preparation. Decision confidence is a metacognitive estimate of our perceptual performance. Neural representations of choice certainty recently have been shown in the lateral intraparietal cortex of rhesus monkeys. In a psychophysical study selective spatial attention increased human choice certainty more than objective performance. Here we report distinct electrophysiological correlates of choice certainty. Ten healthy human subjects performed a forced-choice visual motion discrimination task under valid and invalid spatial attention cueing while continuous EEG was recorded. In both attention conditions early visual electrophysiological correlates of choice certainty, objective performance and motion coherence could be found. The symmetrical distribution over parieto-occipital cortex and their temporal occurrence indicated a neural generator in motion sensitive regions representing stimulus features and sensory evidence. Similar EEG activations were observed for invalid cues that required stimulus information to be retrieved from working memory. For valid cued trials a parietal response started 300ms before motion execution. This EEG activity proved to be independent of sensory evidence or objective discrimination performance. Our findings reveal stimulus-independent electrophysiological correlates of subjective experience. Decision confidence is a unique and essential biological entity in human perceptual decision making. Moreover, our findings suggest choice certainty to be represented at the sensorimotor interface and to be involved in motor preparation.