Approaching the Negative is not Avoiding the Positive: FNIRS, ERP and fMRI Studies on the Approach-Avoidance Task

Abstract

Approaching positive and avoiding negative stimuli are fundamental principles of behaviour. The Approach-Avoidance Task (AAT) assesses both automatic, compatible reactions (avoid negative, approach positive) as well as their regulation in incompatible conditions (approach negative, avoid positive). So-called stimulus response compatibility effects (SRC effects) denote enhanced reaction times (RTs) in incompatible compared to compatible conditions. Here, in 6 studies, the neuronal (fNIRS, fMRI) and neuropsychological (ERPs) correlates of such SRC effects were investigated in healthy persons reacting to positive and negative IAPS pictures.

Most relevant were the following findings: For negative pictures, analyses revealed the mechanism of controlled attention allocation (P3 ERP) to mediate the relation between the personality trait goal-oriented pursuit and behaviour: Stronger willingness to actively regulate behavioural responses was associated with higher controlled attention allocation to the incompatible compared to the compatible condition and – thereby – with less automatic avoidance tendencies in response to negative pictures, i.e., with higher efficiency of regulation.

Furthermore, an ad hoc developed, cued GoNoGo AAT variant was combined with fMRI: The cue event indicated participants to prepare a response, while the move event signalled to realize it (Go trials) or to inhibit it (NoGo trials). For negative pictures, strong neuronal response preparation at the cue event in the anterior cingulum, insula, thalamus, frontal and parietal cortices was followed by even faster incompatible than compatible reactions. The more negative and arousing participants rated the pictures, the stronger they showed response initiation processes at the move event in the right midbrain and – thereby – the stronger the observed reversed behavioural effects were (mediation analysis). In NoGo conditions, the inhibition of automatically elicited, compatible response tendencies required more regulation via the superior parietal lobule than the inhibition of prepared incompatible reactions. In contrast, for positive pictures, incompatible reactions were mainly regulated at the move event (frontal and parietal cortices) and resulted in prolonged RTs. Missing neuronal regulation effects in the NoGo conditions further indicated positive pictures to elicit only weak compatible approach tendencies. In sum, these results revealed a higher conflict potential for the incompatible reactions approach negative than for avoid positive. In line with previous findings on the negativity bias, this might indicate avoidance reactions to negative stimuli to be more strongly elicited and more important than approach reactions to positive stimuli.

These findings are discussed in the context of neuronal and neuropsychological models of behavioural control, but also with regard to explanations of SRC phenomena from cognitive-emotional psychology. Furthermore, the shown interindividual differences are discussed with regard to previous assumptions that SRC effects constitute universal phenomena.

Annäherungsreaktionen an positive Stimuli und das Vermeiden von negativen Stimuli sind grundlegende Verhaltensprinzipien. Der Approach-Avoidance Task (AAT; englisch für Annäherungs-Vermeidungs Aufgabe) erfasst sowohl automatisch ausgelöste, kompatible Annäherungs- und Vermeidungstendenzen (negativ-vermeiden, positiv-annähern), als auch deren Regulation in inkompatiblen Bedingungen (negativ-annähern, positiv-vermeiden). So genannte Stimulus-Reaktions-Kompatibilitäts Effekte (SRK Effekte) bezeichnen längere Reaktionszeiten (RZ) in den inkompatiblen verglichen zu den kompatiblen Bedingungen. Die vorliegende Dissertation untersuchte in 6 Studien die neuronalen (fNIRS, fMRT) und neuropsychologischen (EKPs) Korrelate solcher SRK Effekte bei gesunden jungen Erwachsenen, die auf positive und negative Bilder aus dem Katalog International Affective Picture System (IAPS) reagierten.

Am bedeutendsten waren die folgenden Befunde: Für die negativen Bilder ergaben die Analysen, dass der neuropsychologische Mechanismus kontrollierte Aufmerksamkeitszuwendung (P3 EKP) die Beziehung zwischen dem Persönlichkeitszug Zielorientiertheit und dem Verhalten mediierte: Stärkere Ausprägungen von Zielorientiertheit gingen einher mit einem höheren Ausmaß an Zuwendung kontrollierter Aufmerksamkeit in inkompatiblen verglichen mit kompatiblen Bedingungen und – dabei – mit weniger starken automatischen Vermeidungstendenzen, d.h. mit einer höheren Effizienz der Regulation.

Weiterhin wurde eine von der Autorin eigens für diese Untersuchung entwickelte GoNoGo AAT-Variante mit fMRT kombiniert: Ein Hinweisreiz zeigte den Probanden an, dass sie die Reaktion vorbereiten sollten, während das Go-NoGo-Signal vermittelte, ob die Reaktion ausgeführt (Go-Durchgänge) oder inhibiert werden sollte (NoGo-Durchgänge). Die negativen Stimuli führten zu starker neuronaler Reaktionsvorbereitung bei Präsentation des Hinweisreizes im anterioren Cingulum, in der Insula, im Thalamus, sowie im frontalen und parietalen Kortex. Diese Aktivität wurde gefolgt von einem überraschenden RZ-Muster bestehend aus schnelleren Reaktionen in inkompatiblen als kompatiblen Bedingungen. Je negativer und aufregender die Probanden die Bilder bewerteten, desto stärkere Reaktionsinitiierungs-Aktivität zeigten sie im rechten Mittelhirn und desto stärkere umgekehrte Verhaltenseffekte (Mediationsanalyse). In den NoGo-Durchgängen erforderte die Inhibition der automatisch ausgelösten, kompatiblen Reaktionstendenzen stärkere Regulation im superioren Parietallappen als die Inhibition der vorbereiteten inkompatiblen Reaktionen. In Kontrast dazu wurden die inkompatiblen Reaktionen mit positiven Bildern hauptsächlich zum Zeitpunkt des Go-NoGo Signals reguliert (frontaler und parietaler Kortex) und resultierten in den üblichen längeren RZ. Die fehlenden neuronalen Regulationseffekte in den NoGo-Durchgängen stützten die Interpretation, dass positive Stimuli nur schwache kompatible Annäherungstendenzen auslösten.

Diese Befunde werden in Zusammenhang mit neuronalen und neuropsychologischen Modellen von Verhaltenskontrolle, aber auch hinsichtlich Erklärungen von SRK Effekten aus der kognitiv-emotionalen Psychologie diskutiert. Zudem werden die gefunden interindividuellen Unterschiede hinsichtlich bisheriger Annahmen diskutiert, dass SRK Effekte universelle Phänomene darstellen.