L’aggiornamento delle credenze tutto o nulla in pazienti affetti da schizofrenia riduce la flessibilità e la precisione delle credenze

La schizofrenia è una malattia mentale caratterizzata da una variegata sintomatologia. Molti pazienti affetti da schizofrenia sperimentano sintomi positivi, come illusioni o allucinazioni, così come sintomi negativi e cognitivi. Illusioni comuni alla schizofrenia spesso coinvolgono false credenze persistenti. Tuttavia, il meccanismo attraverso il quale queste false credenze emergano non è chiaro e i fattori computazionali e biologici che le scaturiscono sono attivamente dibattuti.
Un’influente teoria ipotizza che le illusioni emergano come risultato di una salienza aberrante attribuita a informazioni attraverso una sovra attivazione dopaminergica. Recentemente, questa teoria è stata interpretata in un framework computazionale originalmente applicata all’apprendimento in ambienti dinamici, nei quali l’informazione saliente è considerata suggerire un probabile cambiamento ambientale che richiede un rapido aggiornamento delle credenze. Nel contesto di questo framework, la salienza aberrante può essere considerata come il risultato di una stima anormalmente alta del tasso al quale l’ambiente sta cambiando, o del tasso di rischio, pertanto conducendo a un più rapido aggiornamento dei cambiamenti ambientali. Consistentemente con questa interpretazione della teoria della salienza aberrante, i pazienti affetti da schizofrenia aggiornano le credenze più rapidamente rispetto ai soggetti controllo e mostrano una connettività correlata al compito tra regioni cerebrali prefrontali e mesencefalo che predicono la severità delle illusioni. Ciononostante, i lavori precedenti lasciano in sospeso un numero di domande riguardo le esatte computazioni che sono alterate nella schizofrenia.
Una di queste domande è come questa alta caratterizzazione del tasso di rischio, che implica aumentata sensibilità alla predizione degli errori in molte circostanze, possa essere conciliata con il rallentato tasso di apprendimento e la perseveranza delle risposte in molti altri compiti. Infatti, le formulazioni computazionali di queste osservazioni suggeriscono che queste emergano per rappresentazioni eccessivamente precise che riducono la velocità alla quale le credenze vengono aggiornate in accordo a eventi non predetti. La consistenza dei fenotipi di sovra aggiornamento e sotto aggiornamento è macchinosa da un punto di vista computazionale, in quanto questi due comportamenti estremi sono pensati occupare due opposti dello spettro delle strategie di aggiornamento delle credenze che spaziano da quelle che enfatizzano la stabilità (apprendimento lento) a quelle che enfatizzano la flessibilità (apprendimento rapido).
Una possibile risoluzione di questa apparente discrepanza è che l’apprendimento del paziente non sia stazionario, ma sia invece sensibile al contesto statistico. In questa prospettiva, la perseverazione e l’atteggiamento promiscuo possono essere entrambi osservati, dipendendo dal contesto statistico e indipendentemente, normativamente, eventi estremi dovrebbero condurre a più o meno apprendimento. In questo lavoro, gli autori hanno esaminato come i pazienti affetti da schizofrenia aggiornano le loro credenze in differenti ambienti statistici allo scopo di caratterizzare meglio i processi computazionali colpiti dalla malattia. Hanno utilizzato un compito che sondava direttamente le credenze in ogni trial e hanno potuto misurare sia il sotto apprendimento che il sovra apprendimento in contesti statistici separati che favorivano più o meno apprendimento da eventi sorpresa. Nello specifico, il loro framework dissociava la salienza dall’apprendimento includendo eventi sorpresa che potevano essere utilizzati per l’aggiornamento o ignorati, permettendo di definire le differenze computazionali tra pazienti (n=108) e soggetti controllo (n=33).

È emerso che, mentre la media del tasso di apprendimento non differiva sistematicamente tra pazienti schizofrenici e controlli, i pazienti hanno mostrato una pronunciata riduzione in una specifica categoria di aggiornamento moderato delle credenze. I pazienti hanno, invece, fatto affidamento su una combinazione di aggiornamento totale delle credenze e non aggiornamento. Questo ha condotto i pazienti a forme di credenze che erano sia meno flessibili dopo un punto di cambio sia meno precise durante periodi di stabilità rispetto a quelle formate nei soggetti controllo. Il comportamento dei pazienti può essere descritto come un’estensione del modello di aggiornamento normativo nel quale l’aggiornamento delle credenze è omesso come una funzione probabilistica delle loro aspettative. I parametri di stima di questo modello possono predire lo status del paziente su base individuale. Insieme, questi risultati forniscono un resoconto unificante delle osservazioni apparentemente contraddittorie che i pazienti con schizofrenia sovra interpretino le informazioni con rumore, ma anche sotto usino i feedback per l’apprendimento. In particolare, questi risultati suggeriscono che entrambi questi comportamenti emergano da un singolo deficit nella classificazione dell’aggiornamento delle credenze moderate che facilita l’integrazione delle informazioni tra osservazioni multiple.
Non è emersa evidenza che i pazienti siano più proni a categorizzare nuove informazioni come un segnale, più che come un rumore, neanche non è stato osservata una differenza nella media del tasso di apprendimento dei pazienti relativamente ai soggetti controllo. Invece, è stato osservato che i pazienti aggiornino le credenze con una modalità binaria, non frequentemente facendo affidamento ad aggiornamenti con tasso di apprendimento moderato che permette l’integrazione di nuove e vecchie informazioni. La sottile differenza nell’aggiornamento delle credenze, che è mascherata quando l’apprendimento è mediato tra i trial, ha conseguenze negative sia per la flessibilità che per la precisione di credenze classificate. Questi parametri correlano con misure di funzioni cognitive globali, ma non con le misure cliniche di sintomi positivi e negativi. Presi insieme, questi risultati, obiettano contro una formalizzazione computazionale della teoria della salienza aberrante, dimostrano l’importanza di come l’apprendimento sia modellato nel tempo e rivelano che il deficit dell’aggiornamento delle credenze primarie nella schizofrenia sia nell’integrazione di nuove e vecchie informazioni tramite apprendimento moderato. Interessante, questa carenza di integrazione può condurre sia a sotto apprendimento che a sovra apprendimento, dipendendo dal compito specifico e pertanto può risolvere la tensione tra le osservazioni che i pazienti apprendano più lentamente in alcuni task, ma più velocemente in altri.

All or nothing belief updating in patients with schizophrenia reduces precision and flexibility of beliefs

Matthew R. Nassar, James A. Waltz, Matthew A. Albrecht, James M. Gold and Michael J. Frank

https://academic.oup.com/brain/article-abstract/144/3/1013/6090163?redirectedFrom=fulltext