Depression is characterized by negative bias in mood, and often results in impairment in decision making. Alteration in the prefrontal cortex and serotonin system has been implicated in depressed patients, particularly suicide attempters. Iowa gambling task (IGT) has been widely used in experimental studies with depressed patients and suicide attempters, but the deficit in decision making was still not well characterized due to complexity in IGT. In addition, neural substrates underlying valuation process in depressed patients were also poorly understood yet. Here, I aimed to characterize impairment in decision making of depressed patients using probability discounting, loss aversion and reversal learning tasks. I also examined the influence of medication, suicidal ideation and suicide attempt history as well as potential correlation between behavioral performance and clinical questionnaire scores. In the fMRI experiment, I aimed to investigate the brain regions related to valuation and choice in decision making under risk with comparison between depressed patients and healthy controls using probability discounting and loss aversion tasks. I hypothesized that depressed patients might have disturbed neural activation characterized by decreased cortical activity and increased subcortical activity. Depressed patients, particularly ones with suicide attempt history, exhibited significantly higher risk aversion and loss aversion than healthy controls. Depressed patients were impaired in both acquisition and reversal stage in reversal learning. Depressed patients tended to less stay with a preceding choice and poorly responded to feedbacks, thus received significantly lower amount of total earning. In summary, three decision making tasks characterized different aspects of decision making deficit in depressed patients which were not completely predicted by conventional questionnaires. In fMRI experiments, Depressed patients tended to recruit brain regions related to learning and habit behaviors such as the striatum and parahippocampal gyrus, but healthy subjects utilized the OFC and visual cortex which might be related to computational process with sensory information. The OFC and insular activity correlated with amount of gain and loss were found in healthy controls, but not in depressed patients. The behavioral tasks in the present study might be promising as a research tool and a clinical assessment with deeper understanding of neural mechanism of impaired decision making and suicidal behavior in depressed patients. Cognitive-behavioral therapy for depressed patients with impaired decision making can be focused on training patients to valuate the situation with deliberate attention.
우울증은 기분의 부정적인 편향을 특징으로 하며, 종종 의사결정의 장애를 유발한다. 또한 우울증 환자, 특히 자살 기도자들은 전전두엽 및 세로토닌 대사체계의 변화가 연관되어 있었다. 우울증 환자 및 자살 기도자들을 대상으로 한 실험연구에서 아이오와 도박 과제(IGT)가 널리 사용되었으나, IGT는 복잡성으로 인해 환자의 의사결정 장애를 충분히 특정 짓지 못하였다. 더불어 우울증 환자에서 가치평가 과정의 신경기저 역시 잘 파악되어 있지 않다. 본 연구에서는 확률 할인, 손실 회피, 피드백 학습 과제를 이용하여 우울증 환자의 의사결정 장애를 정량화하고자 하였다. 또한 복약 여부, 자살 생각, 자살 시도 이력의 영향 및 임상 설문지 점수와의 상관관계도 검토하였다. fMRI 실험에서는 확률 할인과 손실 회피 과제를 이용해 리스크가 있는 의사결정에서 가치평가 및 선택에 관여하는 뇌 영역을 우울증 환자와 정상인 간에 비교하여 조사하였다. fMRI 실험에서 우울증 환자는 피질 영역의 활성 감소와 피질하 영역의 활성 증가 등 교란된 신경 활동을 보일 것으로 가설을 세웠다. 우울증 환자, 특히 자살 시도 이력이 있는 환자는 정상인에 비해 유의하게 높은 리스크 회피 및 손실 회피 성향을 보였다. 또한 우울증 환자는 역전 학습 과제에서 첫 학습 및 역전 단계 양쪽이 저해되어 있었다. 우울증 환자는 이전 선택을 덜 유지하는 경향이 있었고 피드백에 잘 반응하지 못해, 획득한 총 금액이 유의하게 낮았다. 정리하면, 세 가지 의사결정 과제는 우울증 환자의 의사결정 장애의 각각 다른 측면을 기술하였고, 이는 기존 설문검사로는 온전히 예측할 수 없는 속성이었다. fMRI 실험에서, 정상인은 안와전두피질(orbitofrontal cortex)와 시각 피질 등 감각 정보의 처리 과정에 관련된 뇌 영역을 주로 이용한 반면, 우울증 환자는 선조체(striatum)와 해마곁이랑(parahippocampal gyrus) 등 학습 및 습관적 행동에 관련된 뇌 영역을 사용하는 것으로 나타났다. 또한 정상인에서는 안와전두피질과 섬엽(insula) 활성이 각각 이득과 손실 크기와 상관 관계를 보인 반면, 환자에서는 그렇지 않았다. 본 연구의 행동실험 과제는 우울증 환자의 의사결정 장애 및 자살 행동의 신경 기저를 보다 깊이 이해하는 데 연구 및 임상 진단 도구로 유망할 것이다. 또한 의사결정 장애를 갖는 우울증 환자에 대한 인지행동 치료에서, 환자가 의도적으로 주의를 기울여 상황을 평가하게 훈련하는 것을 강조할 수 있다.
