Moderne Theorien der Verhaltenskontrolle unterscheiden zwei Systeme, wobei das Handeln gesunder Individuen von beiden geprägt ist: Das retrospektiv agierende habituelle, sog. modellfreie Verhalten zeichnet sich durch Wiederholung zuvor belohnter Entscheidungen aus. Es passt sich nur langsam an möglicherweise veränderte Umweltbedingungen an. Die verstärkte Nutzung des habituellen Systems gilt als assoziiert mit verschiedenen psychischen Erkrankungen. Dem gegenüber steht das zielgerichtete, sog. modellbasierte Verhalten, das sich durch vorausschauende Entscheidungen auszeichnet. Hierbei werden die möglichen Konsequenzen einer Handlung berücksichtigt, um ein gewünschtes Ergebnis zu erreichen. Dazu wird ein „mentales“ Modell der Umwelt- bedingungen erstellt. In einer Verhaltensstudie mit 39 Versuchspersonen wurde untersucht, ob biopsychologischer Stress zu einer Reduktion von modellbasiertem hin zu mehr modellfreiem Verhalten führt. Dazu absolvierten 39 Versuchspersonen eine sequentielle Entscheidungsaufgabe, nachdem sie psychosozialem Stress ausgesetzt wurden. Subjektive und physiologische Stress-Parameter wurden über das Experiment hinweg wiederholt erhoben. Ein direkter Effekt von akutem Stress auf das Gleichgewicht modellfreien vs. modellbasierten Verhaltens konnte nicht beobachtet werden. Allerdings zeigten diejenigen Versuchspersonen, die in den letzten zwei Jahren eine hohe Anzahl an stressbehafteten Lebensereignissen aufwiesen (chronischer Stress), signifikant weniger modellbasiertes Verhalten nach der Exposition von akutem Stress als in der Kontrollbedingung. Darüber hinaus korrelierte physiologische Stressreaktivität (stressbedingte Cortisol- Ausschüttung) negativ mit modellbasiertem Entscheidungsverhalten, während subjektive Stressreaktivität (basierend auf Fragebögen) positiv mit modellbasiertem Verhalten assoziiert war. Der in der Forschung beschriebene Einfluss von akutem und chronischem Stress auf die Entstehung und Aufrechterhaltung psychischer Erkrankungen könnte demnach teilweise über ein solches Ungleichgewicht der beiden Entscheidungsstrategien vermittelt sein.

Le cerveau présente des fluctuations de son activité qui reflètent différents niveaux d’engagement avec le monde extérieur. Le traitement des stimuli externes n’est pas seulement associé avec une augmentation du métabolisme cérébrale, mais également avec une désactivation importante dans un ensemble des structures spécifiques connus sous le nom de ‘Default-Mode Network’ (DMN, réseau par défaut). Le rôle du DMN reste énigmatique en partie parce que ses corrélats électrophysiologiques et sa dynamique temporelle sont encore mal compris. En utilisant des enregistrements éléctrophysiologiques intracrânien chez le patient épileptique, nous démontrons que la population neuronale de ce réseau montre des suppressions de l’activité gamma (60-140 Hz). Plus important, nous montrons de quelle manière le profil temporale (en millisecondes) et l’amplitude de cette désactivation sont étroitement corrélés avec la difficulté de la tâche et la performance individuelle. Les résultats mettent également en évidence que pendant une tâche attentionnelle, une activation soutenue dans le temps de la bande gamma est présente dans un large réseau, alors que des activations transitoires sont spécifiques aux régions temporale et occipitale. Nos résultats révèlent ainsi un rôle essentiel des mécanismes d’activation et de désactivation des oscillations large bande gamma dans l’exécution d’un comportement orienté vers un but. / The brain displays moment-to-moment activity fluctuations that reflect various levels of engagement with the outside world. Processing external stimuli is not only associated with increased brain metabolism but also with prominent deactivation in specific structures, collectively known as the default-mode network (DMN). The role of the DMN remains enigmatic partly because its electrophysiological correlates and temporal dynamics are still poorly understood. Using unprecedented wide-spread depth recordings in epileptic patients, undergoing intracranial EEG during pre-surgical evaluation, we reveal that DMN neural populations display task-related suppressions of gamma (60-140 Hz) power and, critically, we show how millisecond temporal profile and amplitude of gamma deactivation tightly correlate with task demands and subject performance. The results show also that during an attentional task, sustained activations in the gamma band power are presented across large cortical networks, while transient activations are mostly specific to occipital and temporal regions. Our findings reveal a pivotal role for broadband gamma modulations in the interplay between activation and deactivation networks mediating efficient goal-directed behavior

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Notre travail de thèse s'intéresse à la consommation de produits biologiques, et plus particulièrement, à I'identification des variables déterminantes à I'intention d'achat. Si de nombreuses études se sont penchées sur ce sujet, il reste néanmoins des zones d'ombre que I'on se donne comme objectif d'éclaircir. Tout d'abord, il apparait qu'il existe des différences notables en terme de motivation d'achat des produits biologiques selon le degré de maturité du marché. Ensuite, le cadre rationnel de la théorie du comportement planifié, souvent utilisé dans les recherches précédentes, a maintes fois été critiqué. En effet, I'absence de prise en compte des émotions ainsi que du désir réduisent son pouvoir prédictif. Nous choisissons donc comme cadre théorique de notre étude le modèle d'implémentation des buts de Bagozzi et Perugini, que nous étudions dans le cadre de la consommation de produits biologiques au Liban, marché en voie de développement. Les résultats obtenus confirment une distinction de motivations d'achat entre marchés développés et marchés en voie de développement. Par ailleurs, les résultats démontrent le rôle du désir et des émotions dans la consommation de produits biologiques. D'autres variables spécifiques au contexte d'études sont identifiées et leur rôle avéré: le health Locus of Control et I'authenticité perçue des produits. / Our thesis focuses on the consumption of organic products, and more particularly, in the dentification of the variables that influence purchase intention. lf numerous studies dealt with this subject, there are nevertheless shadow zones which we give as objective to clear up. First of all, it seems that there are notable differences in term of motivation of purchase of organic products according to the degree of maturity of the market. Then, the rational frame of the theory of planned behavior, often used in previous researches, was criticized many a time. lndeed, the absence of consideration of variables such as emotions and desire reduces its predictive power. We thus choose as theoretical framework of our study the model of goal directed model (Bagozzi and Perugini, 2001, 2004) to study organic products purchase intention in Lebanon, a developing market. The obtained results confirm a distinction of motivations of purchase between developed and developing markets. Besides, the results prove the role of desire and emotions in the purchase intention of organic products. Other variables specific to our context of studies are identified and their role proven: the health Locus of Control and the perceived authenticity of organic products.

Goal-directed behavior is based on representations of contingencies between a certain situation (S), a certain (re)action (R) and a certain outcome (O). These S-R-O representations enable flexible response selection in different situations according to the currently pursued goal. Importantly however, the successful formation of such representations is a necessary but not sufficient precondition for goal-directed behavior which additionally requires the actual usage of the contingency information for action control. The present fMRI study aimed at identifying the neural basis of each of these two aspects: representing vs. explicitly using experienced S-R-O contingencies. To this end, we created three experimental conditions: S-R-O contingency present and used for outcome-based response selection, S-R-O contingency present but not used, and S-R-O contingency absent. The comparison between conditions with and without S-R-O contingency revealed that the angular gyrus is relevant for representing S-R-O contingencies. The explicit usage of learnt S-R-O representations in turn was associated with increased functional coupling between angular gyrus and several subcortical (hippocampus, caudate head), prefrontal (lateral orbitofrontal cortex (OFC), rostrolateral prefrontal cortex (RLPFC)) and cerebellar areas, which we suggest represent different explicit and implicit processes of goal-directed action control. Hence, we ascribe a central role to the angular gyrus in associating actions to their sensory outcomes which is used to guide behavior through coupling of the angular gyrus with multiple areas related to different aspects of action control.

The brain displays moment-to-moment activity fluctuations that reflect various levels of engagement with the outside world. Processing external stimuli is not only associated with increased brain metabolism but also with prominent deactivation in specific structures, collectively known as the default-mode network (DMN). The role of the DMN remains enigmatic partly because its electrophysiological correlates and temporal dynamics are still poorly understood. Using unprecedented wide-spread depth recordings in epileptic patients, undergoing intracranial EEG during pre-surgical evaluation, we reveal that DMN neural populations display task-related suppressions of gamma (60-140 Hz) power and, critically, we show how millisecond temporal profile and amplitude of gamma deactivation tightly correlate with task demands and subject performance. The results show also that during an attentional task, sustained activations in the gamma band power are presented across large cortical networks, while transient activations are mostly specific to occipital and temporal regions. Our findings reveal a pivotal role for broadband gamma modulations in the interplay between activation and deactivation networks mediating efficient goal-directed behavior

This thesis proposes a novel way to describe habit learning and the resulting balancing of goal-directed and habitual behavior using cognitive computational modeling. This approach builds on experimental evidence that habits may be understood as context-dependent automated sequences of behavior embedded in a hierarchical model. These assumptions were implemented in a Bayesian model, where goal-directed action sequences are encoded using a Markov decision process, and habits are interpreted to arise from a Bayesian prior over such sequences. Simulations show that this modeling approach yields key properties of habit learning, such as increased habit strength with increased training duration. This novel mechanistic description may lead to an improved understanding of habit learning mechanisms and individual learning trajectories, which may have implications for mental disorders which are believed to be accompanied by a maladapted balance between goal-directed an habitual control. / Diese Arbeit stellt eine neue mechanistische Beschreibung von Gewohnheitslernen und der daraus resultierenden Balance zwischen zielgerichtetem und habituellem Verhalten vor, die auf einem mathematischen kognitiven Modell aufbaut. Der Ansatz beruht auf experimenteller Evidenz, dass Gewohnheiten als kontext-abhängige, automatisierte Verhaltenssequenzen verstanden werden können, die in ein hierarchisches Modell eingebettet sind. Diese Annahmen werden mathematisch in einem Bayes'schen Modell umgesetzt, in dem zielgerichtetes Handeln als ein Markov'scher Entscheidungsprozess implementiert ist und Gewohnheiten aus einer Bayes'schen a-priori Wahrscheinlichkeit von Verhaltenssequenzen entstehen. Simulationen zeigen, dass dieser Ansatz wichtige Eigenschaften von Gewohnheitslernen reproduzieren kann, wie beispielsweise dass längere Trainingsdauern zu stärkeren Gewohnheiten führen. Diese neue mechanistische Beschreibung kann zu einem besseren Verständis individueller Lerntrajektorien und der Mechanismen beitragen, die dem Gewohnheitslernen zugrundeliegen. Dies könnte auch Auswirkungen auf das Verständnis psychischer Erkrankungen haben, bei denen davon ausgegangen wird, dass sie von einer maladaptiven Balance zwischen zielgerichtetem und habituellem Verhalten begleitet werden.

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Les comportements orientés vers un but sont complexes et font appel à un grand nombre de processus cérébraux. Le cortex préfrontal médian (mPFC) apparaît comme une structure clef dans la réalisation de ces comportements de par son rôle dans la planification. De plus, il existe au sein du mPFC des cellules signalant les lieux à forte valeur motivationnelle. L’activité de ces neurones pourrait être essentielle à la mise en place d’un comportement spatial dirigé vers un but. S’orienter vers un but nécessite aussi la construction d’une représentation stable de l’environnement, qui repose sur l’activité de l’hippocampe (HPC). Néanmoins, peu de travaux ont analysé le rôle respectif de ces deux structures, et leurs interactions, lors de l’acquisition et de la consolidation d’une stratégie comportementale orientée vers un but. L’objectif des recherches réalisées au cours de ma thèse est donc d’étudier l’implication de l’hippocampe et du cortex préfrontal médian du rat dans ce processus. Notre première étude a montré l’existence d’un codage prospectif au sein des neurones du mPFC durant la réalisation d’une tâche de mémoire de travail.L’activité des neurones signale à la fois, la séquence temporelle comportementale, et l’anticipation de la récompense, et jouerait ainsi un rôle dans les fonctions exécutives. Dans la deuxième étude, nous nous sommes intéressés aux structures cérébrales impliquées dans la mise à jour de la valence du but ainsi que dans sa rétention à long terme. Nos résultats ont montré que l’inactivation de l’hippocampe intermédiaire provoque des déficits dans le traitement à court terme d’un changement de valence. En revanche, l’inactivation du mPFC empêche le stockage à long terme de ce changement. L’activité de ces deux structures serait donc essentielle pour effectuer une mise à jour en temps réel de la valence d’un but et pour sa consolidation en mémoire à long terme. Leur interaction permettrait d’adapter rapidement et de façon durable la stratégie comportementale de l’animal face aux changements de l’environnement. / Goal-directed behaviors are complex and involve a variety of cognitive processes. Medial prefrontal cortex (mPFC) plays a key role in behavioral planning. More over, cells in the rat mPFC show specific firing modulations at location with a high motivational value. Such neuronal activity could be essential for the setting up installation of a goal-directed behavior. Further more, navigating to a spatial goal requires the building of a stable presentation of the environment which is hippocampus-dependent. So far however, only few studies have addressed the respective role of these two structures, and their interaction, during the acquisition and the consolidation of a goal directed-behavior. The work conducted during my PhD thesis aimed at studying the role of hippocampus and prefrontal cortex in this process. In a first study,we showed the existence of a prospective coding by mPFC neurons when the rat performs a working memory task. Neuronal activity signals both, the temporal sequence of the behavior, and the prediction of reward. These neurons would play a role inexecutive functions. In a second study, we focused on cerebral structures involved in the updating of the value of a goal as well as in its long-term retention. Our results showed that the inactivation of the intermediate hippocampus causes deficit in the short-term processing of a change in the goal value. On the other hand, the inactivation of the mPFC prevents long-term consolidation of this change. Integrity of this two structures would therefore be essential to perform an on-line updating of the goal value and for its long-term consolidation. Their interaction would be necessary to rapidly adapt, and in a lasting manner, the behavioral strategy of the animal when it faces an environmental change.

Thesis (M.A.)--Miami University, Dept. of Psychology, 2009. / Title from first page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 43-47).