I Think Then I Will: The Function of the Cortex in the Process of Decision Making and Initiating Action

Abstract

Decision-making is a complex orientation that is focused on solving the current problem, and act of decision-making is a complex function that consists of specific activities such as evaluating available options, analyzing and tracking their results. The ability to make decisions includes cognitive processes such as mental analysis, planning, higher-order thinking (such as the ability to change the response to changes in circumstances), initiating and executing action. This process is divided into various components, including associative learning, emotional and social aspects, within the scope of action selection. These different aspects of decision-making have been the focus of investigation in recent studies. Especially in recent years, the fact that the ventromedial prefrontal cortex and related structures have a key role in decision making has led to progress in our understanding of the cortex basis, which is thought to be a very complex aspect of cognition. This work has provided fresh perspectives on poorly understood brain regions, such as orbitofrontal cortex and ventral striatum. In particular, it is increasingly clear that decision-making is tightly interlinked with learning and memory. Indeed, decision-making can be seen as the link between memory of the past and future actions. This study reviews these structures in the decision-making process, with a particular focus on learning and memory connections and with a special emphasis on regions within the prefrontal cortex.

Keywords

• Decision making
• reasoning
• cortex
• memory
• learning

Düşünüyorum Öyleyse Yapacağım: Karar Verme ve Eylemi Başlatma Sürecinde Korteksin İşlevi

Abstract

Karar verme, mevcut problemi çözüme kavuşturmaya odaklı bir yöneliş, karar verme eylemi ise mevcut seçenekleri değerlendirme, analiz etme ve sonuçlarını takip etme gibi spesifik etkinliklerden oluşan karmaşık bir işlevdir. Karar alabilme kabiliyeti zihinsel analiz, planlama, üst düzey düşünme (koşullardaki değişikliklere uygun olarak cevabı değiştirebilme yetisi gibi), eylemi başlatma ve yürütme gibi bilişsel süreçleri içermektedir. Bu süreç eylem seçimi kapsamında ilişkisel öğrenme, duygusal ve sosyal yönler dâhil olmak üzere çeşitli bileşenlere ayrılmaktadır. Karar vermenin bu farklı yönleri, bilişsel sinirbilim alanındaki araştırmaların odak noktası haline gelmiştir. Özellikle son yıllarda ventromedial prefrontal korteks ve ilgili yapıların karar vermede anahtar bir role sahip olmasının bilişin oldukça karmaşık yönü olduğu düşünülen korteks temelini anlamamızda yol katedildiğini göstermektedir. Bu çalışma ile orbitofrontal korteks ve ventral striatum gibi karar verme süreçlerinde etkin rol alan beyin bölgeleri hakkında yeni perspektifler kazandırmak amaçlanmaktadır. Özellikle, karar verme sürecinin bellek ve öğrenme ile sıkı bir şekilde bağlantılı olduğu giderek daha açık hale gelmektedir. Özünde karar verme, geçmişin ve gelecekteki eylemlerin hafızası arasındaki bağlantı olarak görülebilmektedir. Bu çalışma, karar verme ve eylemi başlatma sürecinde özellikle öğrenme ve hafıza bağlantılarına odaklanarak ve prefrontal korteks içindeki bölgelere özel bir vurgu yaparak bu yapıları gözden geçirmektedir.

Keywords

• Karar verme
• muhakeme
• korteks
• bellek
• öğrenme.

References

1. Doğan O. Sağlık bilimleri alanında davranış bilimleri. Cumhuriyet Üniversitesi Yayınları;1999.
2. Yucelgen C, Denizdurduran B, Metin S, Elibol R, Sengor NS. A biophysical network model displaying the role of bazal ganglia pathways in action selection. In International Conference on Artificial Neural Networks. Springer, Berlin, Heidelberg. 2012;177-184.
3. Üngüren E. Beynin nöroanatomik ve nörokimsayal yapısının kişilik ve davranış üzerindeki etkisi. Alanya Isletme Fakültesi Dergisi. 2015;7(1):193-219.
4. Aysel T. Bir bilgi kaynağı olarak duygu-akıl ilişkisi. Atlas Sosyal Bilimler Dergisi. 2021;1(6):21-45.
5. Damasio H, Grabowski T, Frank R, Galaburda AM, Damasio AR. The return of Phineas Gage: clues about the brain from the skull of a famous patient. Science. 1994; 264(5162):1102-1105.
6. Saraçlı Ö, Atasoy N, Karaahmet E. Yakın ilişkilerin nörobiyolojisi. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar Dergisi. 2012;4(4):414-427.
7. Atkinson B. Emotional intelligence in couples therapy: advances from neurobiology and the science of intimate relationship. Tijdschrift voor psychiatrie. 2007;49(7):498-499.
8. Siegel DJ. Toward an interpersonal neurobiology of the developing mind: attachment relationships, mindsight and neural integration. Infant Mental Health Journal: official publication of the world association for infant mental health. 2001;22(1‐2):67-94.

9. Morris JS, Öhman A, Dolan RJ. A subcortical pathway to the right amygdala mediating “unseen” fear. Proceedings of the National Academy of Sciences. 1999;96(4):1680-1685.
10. Tufan AE, Yaluğ İ. Aşk fenomeni ve sevgi ilişkilerinin nörobiyolojisi. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar Dergisi. 2010;2(4):443-456.
11. Hebb DO. The organization of behavior: a neuropsychological theory. Psychology Press; 2005.
12. Scherer KR. Emotion serves to decouple stimulus and response. The nature of emotion: fundamental questions;1994. p. 127-30.
13. Sander D. Models of emotion: the affective neuroscience approach;2013.
14. Snell RS. Tıp fakültesi öğrencileri için fonksiyonel nöroanatomi (Çeviri Ed. Yıldırım M). İstanbul: Nobel Tıp Kitabevleri ve Yüce Yayıncılık; 2000.
15. Altınbaş K, Gülöksüz S, Özçetinkaya S, Oral ET. Empatinin biyolojik yönleri. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar Dergisi. 2010;2(1):15-25.
16. Uzunoğlu S. Sistem bilimi açısından insanın analizi: çoklu mizaç, çoklu yetenek, çoklu zekâ, çoklu algılama, çoklu kişilik. AB sürecinde eğitimde reform ihtiyacı sempozyumu bildiriler kitabı; 2004. 107p.
17. Aydın O, Konyalıoğlu P. 18-21 yaş grubu bireylerin genel zekâ düzeyleri ile psikolojik semptom düzeyleri arasındaki ilişki. Türk Üstün Zekâ ve Eğitim Dergisi. 2011;1(1):77-103.
18. Zararsız İ, Sarsılmaz M. Prefrontal korteks. Türkiye Klinikleri Tıp Bilimleri Dergisi. 2005;25(2):232-237.
19. Stout JC, Ready RE, Grace J, Malloy PF, Paulsen JS. Factor analysis of the frontal systems behavior scale (FrSBe). Assessment. 2003;10(1):79- 85.
20. Ertuğrul A, Rezaki M. Prefrontal korteks ve şizofreni. Klinik Psikofarmakoloji Bülteni. 2006;(16):118-127.
21. Kayahan B, Öztürk Ö, Veznedaroğlu B. Şizofrenide obsesif kompulsif belirtiler. Türk Psikiyatri Dergisi. 2005;16(3):205-215.
22. Atmaca GD. Şizofreni hastalarında intihar olasılığının, depresyon ve içgörüyle ilişkisi [master's thesis]. [Sakarya]: Sakarya Üniversitesi; 2016. 130 p.
23. Mc Gee J. Neuroanatomy of behavior after brain injury or you don’t like my behavior? You’ll have to discuss that with my brain directly. Premier Oulook. 2004;(4):24-32.
24. Erberk Özen N, Yüksel N, Borotov C, Karakaş S. Şizofreni, depresyon ve alkol bağımlılığında frontal bölge işlevselliğinin değerlendirilmesi. Klinik Psikofarmakoloji Bülteni. 2005;15(3):93-103.
25. Carleton RN, Duranceau S, Shulman EP, Zerff M, Gonzales J, Mishra S. Self-reported intolerance of uncertainty and behavioural decisions. Journal of Behavior Therapy and Experimental Psychiatry. 2016;(51):58- 65.
26. Christensen LB, Johnson RB, Turner LA. Research methods, design, an analysis (12th ed.). Westford: Pearson;2015. Retrieved from: https://bok. cc/book/2838323/273556.
27. Acar H. Karar verme tarzlarının öz yeterlilik ve kaygı düzeyleri açısından incelenmesi [master's thesis]. [İstanbul]: Fatih Sultan Mehmet Vakıf Üniversitesi; 2021. 135 p
28. Yılmaz AS. Üniversite öğrencilerinin karar vermede özsaygı ve karar verme stillerinin benlik saygısı ve utangaçlık açısından incelenmesi. Selçuk Üniversitesi Sosyal Bilimleri Enstitüsü Dergisi. 2007;(18):85-100.
29. Güçray SS. Ergenlerde karar verme davranışlarının öz saygı ve problem çözme becerileri algısı ile ilişkisi. Çukurova Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi. 2001;8(8):109-21.
30. Akpunar B. Biliş ve üstbiliş (metabiliş) kavramlarının zihin felsefesi açısından analizi. Electronic Turkish Studies. 2011;6(4):353-65.
31. 31. Flavell JH. Metacognition and cognitive monitoring: a new area of cognitive–developmental inquiry. American Psychologist.1979;34(10):906.
32. 32. Çalışır M. Yetişkin bağlanma kuramı ve duygulanım düzenleme stratejilerinin depresyonla ilişkisi. Psikiyatride Güncel Yaklaşımlar Dergisi. 2009;1(3):240-255.
33. 33. Deniz ME. Üniversite öğrencilerin karar verme stratejileri ve sosyal beceri düzeylerinin TA-baskın ben durumları ve bazı özlük niteliklerine göre karşılaştırmalı olarak incelenmesi [master's thesis]. [Konya]: Selçuk Üniversitesi; 2002. 214 p.
34. Şişman S. Sigara kullanımı: Klinik sunum ve nöropsikolojik performans profili [master’s thesis]. [İstanbul]: İstanbul Üniversitesi; 2008.150 p.
35. Yener GG. Beyin-sinir ağları ve ilişkili klinik özellikler. Klinik Psikiyatri Dergisi. 2002;5(3):135-38.
36. Ayçiçeği A, Wayne DİNN, Harris C. Prefrontal lob nöropsikolojik test bataryası: sağlıklı yetişkinlerden elde edilen test sonuçları. Psikoloji Çalışmaları. 2003;23(1):26.
37. Özen NE, Rezaki M. Prefrontal korteks: bellek işlevi ve bunama ile ilişkisi. Türk Psikiyatri Dergisi. 2007;18(3):262-269.
38. Davidson RJ. Seven sins in the study of emotion: correctives from affective neuroscience. Brain and Cognition. 2003;52(1):129-132.
39. Gurney K, Prescott TJ, Redgrave P. A computational model of action selection in the basal ganglia. II. analysis and simulation of behaviour. Biological Cybernetics. 2001;84(6):411-423.
40. Taylor JG, Taylor NR. Analysis of recurrent cortico-basal gangliathalamic loops for working memory. Biological Cybernetics. 2000;82(5):415-432.
41. Squire L, Berg D, Bloom FE, Du Lac S, Ghosh A, Spitzer NC. (Eds.). Fundamental neuroscience. Academic Press;2012.
42. Elibol R, Sengör NS. A computational model investigating the role of dopamine on synchronization of striatal medium spiny neurons. In Medicine Technology Congress;2014. p. 147-150.
43. Erbay MF, Zayman EP, Erbay LG, Ünal S. Evaluation of Transcranial Magnetic Stimulation Efficiency in Major Depressive Disorder Patients: a magnetic resonance spectroscopy study. Psychiatry İnvestigation. 2019;16(10):745.
44. Goodman DF, Brette R. Brian: a simulator for spiking neural networks in python. Frontiers in Neuroinformatics. 2008;2(5).
45. Gantt S, Cox P. Introduction to the special issue: neurobiology and building interpersonal systems: groups, couples, and beyond. International Journal of Group Psychotherapy. 2010;60(4):455-460.
46. Hornak J, Bramham J, Rolls ET, Morris RG, O’Doherty J, Bullock PR, Polkey CE. Changes in emotion after circumscribed surgical lesions of the orbitofrontal and cingulate cortices. Brain. 2003;126(7):1691-1712.
47. Haber SN, Knutson B. The reward circuit: linking primate anatomy and human imaging. Neuropsychopharmacology. 2010;35(1):4-26.
48. Kepçe A, İriş MS, Şengör NS. Neural network model for the role of dopamine on action ınitiation and ıts realization on fpga. 28th Signal Processing and Communications Applications Conference (SIU) IEEE;2020. p. 1-4.
49. Elibol R, Şengör NS. Modeling nucleus accumbens. Journal of Computational Neuroscience. 2021;49(1):21-35.
50. Azimirad V, Sotubadi SV, Sharifi FJ. Optimizing the parameters of spiking neural networks for mobile robot implementation. 10th International Conference on Computer and Knowledge Engineering (ICCKE);2020. p. 30-34.