Publications · 2015 · Journal article

Altered cingulo-striatal function underlies reward drive deficits in schizophrenia

Il Ho Park, Ji Won Chun, Hae-Jeong Park, Min-Seong Koo, Sunyoung Park, Seok-Hyeong Kim, Jae-Jin Kim

Schizophrenia Research 161(2-3), 229-236

Abstract

Amotivation in schizophrenia is assumed to involve dysfunctional dopaminergic signaling of reward prediction or anticipation. It is unclear, however, whether the translation of neural representation of reward value to behavioral drive is affected in schizophrenia. In order to examine how abnormal neural processing of response valuation and initiation affects incentive motivation in schizophrenia, we conducted functional MRI using a deterministic reinforcement learning task with variable intervals of contingency reversals in 20 clinically stable patients with schizophrenia and 20 healthy controls. Behaviorally, the advantage of positive over negative reinforcer in reinforcement-related responsiveness was not observed in patients. Patients showed altered response valuation and initiation-related striatal activity and deficient rostro-ventral anterior cingulate cortex activation during reward approach initiation. Among these neural abnormalities, rostro-ventral anterior cingulate cortex activation was correlated with positive reinforcement-related responsiveness in controls and social anhedonia and social amotivation subdomain scores in patients. Our findings indicate that the central role of the anterior cingulate cortex is in translating action value into driving force of action, and underscore the role of the cingulo-striatal network in amotivation in schizophrenia.

Korean summary

조현병의 무동기 증상이 보상의 가치를 행동 동기로 옮기는 과정의 이상과 관련되는지를 살핀 연구입니다. 임상적으로 안정된 조현병 환자와 건강한 대조군이 보상 규칙이 불규칙하게 뒤바뀌는 결정론적 강화학습 과제를 수행하는 동안 fMRI를 촬영해 반응 가치 평가와 반응 개시 관련 뇌 활동을 비교했습니다. 환자는 긍정적 강화물이 부정적 강화물보다 행동을 더 잘 이끄는 정상적 이점을 보이지 않았고, 선조체 활동이 달라져 있었으며 보상에 접근하는 행동을 시작할 때 문측·복측 전대상피질의 활성화가 부족했습니다. 이 전대상피질 활동은 대조군에서는 긍정 강화 반응성과, 환자에서는 사회적 무쾌감과 사회적 무동기 점수와 연관되었습니다. 전대상피질이 행동의 가치를 실제 행동 추진력으로 전환하는 핵심 역할을 하며, 대상-선조체 연결망이 조현병 무동기 증상의 기반임을 보여주는 결과입니다.

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