Neurosciences : Prise de décisions et Neuroéconomie

Neuroscience de la cognition et du comportement : Prise de décisions et Neuroéconomie

• La prise de décision a été étudiée principalement en économie jusqu'à récemment
• La neuroéconomie émerge au début des années 2000, intégrant les avancées récentes en neurosciences et en économie dans l'étude de la prise de décision

Homo economicus

• L'homme serait rationnel, maximisant sa satisfaction en optimisant l'utilisation de ses ressources
• Capable d'analyser et d'anticiper au mieux son environnement et les événements futurs pour prendre les décisions qui maximisent sa satisfaction
• Ce modèle a été révisé dans les années 70 et critiqué par Herbert Simon pour sa rationalité limitée
• Les travaux ont été continués par Amos Tversky et Daniel Kahneman, qui a reçu le prix Nobel en 2002

Valeur espérée

• Somme de la probabilité de chaque événement multipliée par la valeur économique associée
• Blaise Pascal a expliqué ce qu'un être rationnel ferait en se basant sur cette approche prescriptive
• Dans l'exemple du banquier, la valeur espérée est calculée en sommant le produit de la probabilité de chaque événement par la valeur associée
• L'offre du banquier étant supérieure à cette valeur espérée, un homo economicus l'accepterait
• Cette notion est simpliste pour décrire le comportement humain

Utilité

• Daniel Bernoulli propose de considérer plutôt son utilité, c'est-à-dire sa valeur psychologique
• Bernoulli propose que l'utilité suive une fonction logarithmique de la valeur (lorsque celle-ci est connue)
• L'utilité espérée se calcule de manière similaire à la valeur espérée, mais en utilisant l'utilité plutôt que la valeur brute
• Bernoulli intègre également la richesse de l'individu dans sa notion d'utilité
• Le calcul de l'utilité fait partie du modèle de l'homo economicus, bien qu'il repose sur un aspect psychologique
• Le calcul de l'utilité est supposé comme étant indépendant du contexte et des limites cognitives

Théorie des perspectives : Dépendance à la référence

• Daniel Kahneman, psychologue et économiste, a reçu le prix Nobel d'économie en 2002 pour ses travaux fondateurs sur la théorie des perspectives
• L'utilité est dépendante à la référence : les individus prennent leurs décisions en fonction des gains et des pertes par rapport à leur état présent, sans tenir compte de leur richesse absolue
• Comme dans la théorie de l'utilité espérée de Bernoulli, une compression des effets marginaux est observée, mais la pente est plus abrupte pour les pertes que pour les gains
• Les gens cherchent davantage à éviter les pertes qu'à obtenir des gains
• Pondération des probabilités : Surestimation des probabilités faibles et sous-estimation des probabilités élevées
• La décision est calculée en combinant ces probabilités pondérées avec l'utilité dépendante de la référence
• Aversion pour le risque si le gain est hautement probable: tendance à la sous-estimation du gain et une surestimation de la probabilité de la perte
• Aversion pour le risque si la perte est peu probable: tendance à la surestimation de la perte

Circuit dopaminergique mésocorticolimbique et erreur de prédiction de la récompense

• Les neurones dopaminergiques (DA) sont présents partout dans le cerveau
• Deux groupes de neurones dopaminergiques ont les caractéristiques des systèmes modulateurs diffus
• Un groupe prend naissance dans la substance noire (substantia nigra) du mésencéphale pour former le système dopaminergique nigrostriatal
• L'autre groupe prend naissance dans la partie ventrale du tegmentum mésencéphalique l'aire tegmentale ventrale (VTA en anglais)
• Les axones issus du VTA innervent une zone bien définie du télencéphale comprenant le cortex frontal et certaines parties du cortex limbique, il s'agit du système dopaminergique mésocorticolimbique qui est impliqué dans le système de "récompense"
• Le VTA est connecté aux noyaux accumbens dans les ganglions de la base, l'amygdale, l'hippocampe et des régions corticales, comme le lobe frontal médian
• Toutes les drogues d'abus rendent l'utilisateur dépendant en modifiant ce circuit
• Les patients atteints de la maladie de Parkinson subissent une dégénérescence du système nigrostriatal et sont souvent traités avec des agonistes de la dopamine
• Ces médicaments peuvent entraîner des problèmes de jeu pathologique, car ils ne ciblent pas un système dopaminergique spécifique
• Stimulation de ce circuit sert de renforcement particulièrement puissant

Circuit du plaisir?

• Une neurotoxine spécifique aux neurones dopaminergiques injectée dans le noyau accumbens de rats causait des lésions au système mésocorticolimbique
• Ces rats sont devenus aphagiques mais montraient une réponse hédonique normale au sucrose ou à la quinine
• La dopamine est impliquée dans le désir et la motivation, et non dans le plaisir
• De nombreuses études de neuroimagerie indiquent que le noyau accumbens est activé par des stimuli ayant une pertinence motivationnelle
• La perte de motivation entraîne une diminution de l'activité dans le système dopaminergique
• Certaines situations « presque gagnantes » ont une valeur de récompense anormalement élevée dans les jeux de hasard, en particulier chez les jeunes et les personnes âgées

Erreur de prédiction de la récompense

• Les neurones de l'aire tegmentale ventrale (VTA) encodent l'erreur de prédiction de la récompense
• Des singes apprennent à associer un indice à une récompense, les neurones du VTA réagissent de moins en moins à la récompense et de plus en plus à l'indice
• La formulation est similaire à celle de Kahneman et Tversky, où l'utilité dépend du point de référence de départ
• Le comportement de ces neurones est très bien expliqué par une équation qui inclut la récompense actuelle, la récompense prédite future et la récompense prédite actuelle
• L'erreur de prédiction de la récompense module l'information dans tout le cerveau

Prises de décisions en situations d'incertitudes

• Une décision comporte un élément de risque quand elle implique des conséquences avec des probabilités connues ou estimées
• Le risque est estimé par la variance, les variations des gains et pertes, normalisée par la taille de ces gains et pertes
• Les régions cérébrales impliquées sont le cortex préfrontal dorsolatéral, dorsomédian, pariétal postérieur et insula antérieure ( l'aversion au risque)
• Une situation comporte de l'ambiguïté quand il est impossible d'estimer la probabilité des événements possibles
• L'ambiguïté active davantage le cortex orbitofrontal latéral que le risque

Décisions dans le temps et modèle à deux systèmes

• On juge en général une récompense à venir comme ayant moins d'utilité qu'une récompense immédiate
• La récompense souffre d'une dévaluation temporelle
• Il s'agirait d'une perte hyperbolique en fonction du temps.
• Une récompense immédiate active le système 1, qui l'emporte habituellement sur le système 2. Cela expliquerait la préférence pour les récompenses smaller, sooner
• Les récompenses futures engagent le système 2 et n'intéressent pas le système 1. Cela expliquerait la préférence pour les récompenses larger, later

Heuristiques

• Opérations mentales automatiques, intuitives et rapides
• Utilisés pour simplifier les opérations mentales et répondre aux exigences de l'environnement

Quatre heuristiques principales

• Représentativité : estimer la probabilité d'appartenance d'un objet à une classe d'objets à partir de sa ressemblance
• Disponibilité : juger la fréquence ou la probabilité d'un événement en fonction de la facilité avec laquelle on peut se remémorer des exemples de cet événement
• Ancrage: estimer une grandeur à partir d'une information pertinente ou non (l'ancre)
• Cadrage: la façon dont les conséquences d'un choix sont présentées

Prise de décisions dans un contexte social

• Nécessitent d'anticiper les informations concernant autrui
• Dépendent des pensées des autres

Récompenses sociales

• Sourires, approbation d'autrui, beaux visages, etc., omniprésents dans la société
• Produisent les réponses robustes dans l'aire tegmentale ventrale et le cortex préfrontal ventromédian
• Les comportements prosociaux tels que les dons aux organisations de charité peuvent constituer une récompense sociale robuste qui remet en question la théorie de l'homo economicus (qui se suppose égoïste)

Coopération sociale : le dilemme du prisonnier

• Étudie les comportements d'un groupe d'individus
• Deux joueurs ont intérêt à coopérer, en absence de communication, chacun trahira, ce qui conduira à la pire situation La coopération répétitive du jeu active les noyaux accumbens ce qui prédit une récompense future

Punition altruiste : le jeu de l'ultimatum

• Punir quelqu'un qui ne respecte pas les normes sociales
• Le proposant partage une certaine somme avec le répondant. Que le répondant recevra si il accepte l'offre. L'un n'aura rien si le répondant refuse
• L'insula d'un répondant s'active lorsque le proposeur lui offre moins de 30 %, ou 1 de la théorie des deux systèmes serait engagé
• Plus la sensation d'injustice est intense, plus l'insula s'active
• Le cortex préfrontal dorsolatéral est activé peu importe l'offre(système 2)

Comparer et intégrer l'utilité pour la prise de décisions

• On compare souvent différents facteurs comme « pommes et oranges »
• Il est aussi nécessaire d'intégrer l'information concernant les gains et les pertes

Combiner et intégrer de l'information pour prendre une décision

• Iowa Gambling Task à base de paquets de cartes virtuels (gains ou pertes)
• Identifier quel paquet maximise les chances de gagner de l'argent
• Patients avec lésions bilatérales du cortex préfrontal ventromédian choisissent souvent les “mauvais paquets”
• Incapables d'anticiper les résultats negatifs

La neuroéconomie étudie la prise de décision en intégrant les neurosciences et l'économie. L'homo economicus, un modèle d'individu rationnel, maximise sa satisfaction. La valeur espérée est la somme de la probabilité multipliée par la valeur économique.