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Investigating the role of oxytocin and opioids in social prediction error processing
a placebo-controlled fMRI study
Lorenz Ackermann
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Psychologie
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Psychologie
Betreuer*in
Giorgia Silani
DOI
10.25365/thesis.79235
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-23563.67407.703775-7
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Vorhersagefehler (PEs) kodieren die Differenz zwischen erwartetem und tatsächlichem Ausgang (Outcome) und sind somit eine grundlegende Komponente adaptiven Lernens. Die Mechanismen des PE wurden in der computationalen Neurowissenschaft umfassend modelliert, und es gibt umfangreiche, wenn auch nicht erschöpfende Evidenz zu den an der PE-Verarbeitung beteiligten Regionen und ihren spezifischen Rollen innerhalb des PE-Schaltkreises. Die breite modulatorische Funktion von Oxytocin (Oxy) und Opioiden in der Belohnungsverarbeitung sowie einige erste Studien deuten darauf hin, dass diese beiden Neuromodulatoren auch eine entscheidende Rolle in der PE-Verarbeitung spielen. Es gibt eine solide theoretische Grundlage sowie einige erste empirische Befunde, die nahelegen, dass Oxy die PE-Aktivität als Reaktion auf soziale Erwartungsverletzungen verstärkt. Die Rolle von Opioiden in der PE-Verarbeitung wurde bisher nur für nicht-soziale Ausgänge untersucht. Da Opioide jedoch die Verarbeitung sozialer Ausgänge modulieren, ist es naheliegend anzunehmen, dass auch soziale PEs moduliert werden. Folglich testet die vorliegende Studie die Hypothese, dass Oxy die PE-Aktivität verstärkt und Naltrexon (Nalt), ein unspezifischer Opioidantagonist, die PE-Aktivität reduziert, und zwar in einem doppelblinden, placebokontrollierten, Within-Subject fMRT-Design, das soziale Erwartungsverletzungen zur Induktion von PEs nutzt. Die Versuchspersonen (N=12) erhielten intranasales Oxy (24 IU), orales Nalt (50 mg) oder ein Placebo, bevor sie eine anstrengungsbasierte Aufgabe mit probabilistischen sozialen Ausgängen absolvierten, die darauf ausgelegt war, negative soziale PEs zu induzieren. Die ROI-Analyse zeigte eine erhöhte PE-bezogene Aktivität unter Oxytocin im rechten dorsolateralen Nucleus accumbens sowie zusätzliche Trendniveau-Erhöhungen im ventromedialen Nucleus accumbens und in der rechten basolateralen Amygdala. Eine Opioidantagonisierung durch Nalt reduzierte die PE-bezogene Aktivität nicht signifikant, mit lediglich einer Reduktion auf Trendniveau in der rechten Substantia nigra pars compacta. Entgegen der Hypothese zeigten die meisten Regionen numerisch erhöhte PE-Aktivität, und eine Post-hoc-Analyse ergab eine signifikante Zunahme der PE-Aktivität im linken dorsolateralen Nucleus accumbens. Diese Befunde liefern vorläufige Evidenz dafür, dass Oxy salienzbezogene Komponenten der PE-Verarbeitung moduliert, während die Rolle endogener Opioide komplexer und weniger konsistent erscheint. Die Ergebnisse implizieren darüber hinaus, dass Oxy soziale Salienz nicht primär über Bottom-up-Aufmerksamkeitsmechanismen beeinflusst, wie in der ursprünglichen Social-Saliency-Hypothese vorgeschlagen, sondern auch durch die Modulation von PE-Signalen, was auf einen potenziellen Top-down-Beitrag zur Salienzzuweisung in sozialen Kontexten hinweist.
Abstract
(Englisch)
Prediction errors (PEs) encode the difference between expected and actual outcomes and thus are a fundamental component in adaptive learning. The mechanics of the PE have been extensively modelled in computational neuroscience, and there is comprehensive, albeit not conclusive, evidence on the regions involved in PE processing and their specific roles within the PE circuit. The broad modulatory function of oxytocin (Oxy) and opioids in reward processing, as well as a few initial studies, suggests that these two neuromodulators also play a crucial role in PE processing. There is a solid theoretical foundation as well as some initial empirical evidence suggesting that Oxy enhances PE activity in response to social expectation violations. The role of opioids in PE-processing has only been examined for non-social rewards; however, since opioids modulate the processing of social rewards, it is reasonable to assume that social PEs are also modulated. Consequently, the present study tests the hypothesis that Oxy amplifies PE activity and Naltrexone (Nalt), an unspecific opioid antagonist, reduces PE activity using a double-blind, placebo-controlled, within-subject fMRI design using social expectancy violations to induce PEs. The participants (N=12) received intranasal Oxy (24 IU), oral Nalt (50 mg), or a placebo before completing an effort-based task with probabilistic social outcomes, designed to induce negative social PEs. ROI analyses revealed increased PE-related activity under oxytocin in the right dorsolateral nucleus accumbens, with additional trend-level increases in the ventromedial nucleus accumbens and right basolateral amygdala. Opioid antagonism through Nalt did not reduce PE-related activity significantly, with only one trend level reduction in the right substantia nigra pars compacta. Contrary to the hypothesis, most regions showed numerically increased PE activity, and post-hoc analysis revealed a significant increase in PE activity in the left dorsolateral nucleus accumbens. These findings provide preliminary evidence that oxytocin modulates salience-related components of PE processing, while the role of endogenous opioids appears more complex and less consistent. The results further imply that Oxy may influence social salience not primarily via bottom-up attentional mechanisms, as proposed in the original Social Saliency Hypothesis, but also through the modulation of PE signals, indicating a potential top-down contribution to salience assignment in social contexts.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Vorhersagefehler Soziale Erwartungsverletzungen Belohnungsverarbeitung Oxytocin Naltrexon Soziale Salienz Nucleus accumbens fMRT
Schlagwörter
(Englisch)
Prediction error Social expectancy violations Reward processing Oxytocin Naltrexone Social salience Nucleus accumbens fMRI
Autor*innen
Lorenz Ackermann 
Haupttitel (Englisch)
Investigating the role of oxytocin and opioids in social prediction error processing
Hauptuntertitel (Englisch)
a placebo-controlled fMRI study
Paralleltitel (Deutsch)
Analyse der Rolle von Oxytocin und Opioiden bei der Verarbeitung sozialer Vorhersagefehler
Paralleluntertitel (Deutsch)
eine placebokontrollierte fMRT-Studie
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
57 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Giorgia Silani
AC Nummer
AC17637604
Utheses ID
77387
Studienkennzahl
UA | 066 | 840 | |