Dopamine and norepinephrine differentially mediate the exploration-exploitation tradeoff
Notice bibliographique
Résumé
Abstract The catecholamines dopamine (DA) and norepinephrine (NE) have been implicated in neuropsychiatric vulnerability, in part via their roles in mediating the decision making processes. Although the two neuromodulators share a synthesis pathway and are co-activated, they engage in distinct circuits and roles in modulating neural activity across the brain. However, in the computational neuroscience literature, they have been assigned similar roles in modulating the exploration-exploitation tradeoff. Revealing how each neuromodulator contributes to this explore-exploit process is important in guiding mechanistic hypotheses emerging from computational psychiatric approaches. To understand the differences and overlaps of the roles of dopamine and norepinephrine in mediating exploration, a direct comparison using the same dynamic decision making task is needed. Here, we ran mice in a restless bandit task, which encourages both exploration and exploitation. We systemically administered a nonselective DA antagonist (flupenthixol), a nonselective DA agonist (apomorphine), a NE beta-receptor antagonist (propranolol), and a NE beta-receptor agonist (isoproterenol), and examined changes in exploration within subjects across sessions. We found a bidirectional modulatory effect of dopamine receptor activity on exploration - increasing dopamine activity decreased exploration and decreasing dopamine activity increased exploration. The modulation of exploration via beta-noradrenergic activity was mediated by sex. Computational model parameters revealed that dopamine modulation affected exploration via decision noise and norepinephrine modulation via outcome sensitivity. Together, these findings suggested that the mechanisms that govern the transition between exploration and exploitation are sensitive to changes in both catecholamine functions and revealed differential roles for NE and DA in mediating exploration. Significance Statement Both dopamine (DA) and norepinephrine (NE) has been implicated in the decision making process. Although these two catecholamines have shared aspects of their biosynthetic pathways and projection targets, they are thought to exert many core functions via distinct neural targets and receptor subtypes. However, the computational neuroscience literature often ascribes similar roles to these catecholamines, despite the above evidence. Resolving this discrepancy is important in guiding mechanistic hypotheses emerging from computational psychiatric approaches. This study examines the role of dopamine and norepinephrine on the explore-exploit tradeoff. By testing mice, we were able to compare multiple pharmacological agents within subjects, and examine source of individual differences, allowing direct comparison between the effects of these two catecholamines in modulating decision making.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».