Worth the effort? Measuring component processes of effort-based decision making in lesion patients

Adaptive decision-making requires weighing the potential benefits of actions against their effort costs. Previous research has suggested that the dorsomedial frontal cortex (DMF), but not the ventromedial frontal cortex (VMF), is involved in such effort-based decisions. Lesions to the DMF, but not VMF, in rats result in a reduced willingness to expend effort for rewards. However, less is known about the role of the human DMF and VMF in overcoming effort costs, with studies in humans so far limited to correlative imaging techniques. Furthermore, work to date has largely focused on effort-reward trade-offs, leaving open which of the several component processes underlying effort-based decision making relies on either of these brain regions. In the current study, a novel battery of behavioral tasks was developed to assess different aspects of effort-based decision-making, and administered to patients with damage to DMF or VMF to investigate whether either region is crucial for effort-based decisions in humans. We distinguished three component processes: (1) the subjective experience of effort, (2) the anticipation of effort to guide choice and (3), the willingness to persevere. Damage to either brain region did not alter performance in any of these tasks. To our knowledge, this is the first systematic investigation of the role of these frontal sub-regions in effort-based decision making in humans using lesion methods. The results challenge the assumption that human DMF or VMF are crucial for these basic component processes of effort-based decisions. These findings are relevant to refining current models of decision-making, and have implications for our understanding of the impairments in decision making and motivation that are common in neurological and psychiatric conditions.La prise de décision adaptée nécessite la considération des bénéfices potentiels des actions contre le coût des efforts. Des études antérieures ont suggéré que le cortex frontal dorso-médial (DMF), mais pas ventro-médial (VMF), est impliqué au niveau des décisions liées à l’effort. Chez le rat, des lésions au DMF, mais pas VMF, mènent à une diminution de la volonté à faire des efforts pour l’obtention de récompenses. Cependant, peu est connu quant au rôle du DMF et VMF humain pour surmonter les coûts d’un effort, les études chez l’humain étant limitées à des techniques d’imagerie corrélatives. De plus, à ce jour, les travaux se sont largement concentrés sur les compromis efforts-récompenses, laissant une ouverture vis-à-vis lequel, parmi tous les processus impliqués dans la prise de décision liée à l’effort, repose sur l’une de ces régions cervicales. Dans notre étude, une nouvelle batterie de tests comportementaux a été développée afin d’évaluer différents aspects de la prise de décision liée à l’effort, et administrée à des humains ayant une lésion au DMF ou VMF pour étudier si l’une de ces régions est cruciale chez les humains pour les décisions liées à l’effort. Nous avons distingué trois processus: (1) l’expérience subjective de l’effort, (2) l’anticipation de l’effort guidant le choix et (3), la volonté à persévérer. Une lésion à l’une ou l’autre de ces régions n’a pas altéré la performance pour aucune de ces tâches. Selon nos connaissances, il s’agit de la première investigation systématique de la contri¬bution cruciale et spécifique des sous-régions frontales dans la prise de décision liée à l’effort dans un échantillon d’humains avec lésions. Ces résultats mettent en question l’assomption que le DMF ou VMF humain sont cruciaux pour ces processus de base dans les dé-cisions liées à l’effort. Ces découvertes sont pertinentes afin de peaufiner les modèles actuels sur la prise de décision, et ont des implications quant à notre compréhension des détériorations dans la prise de décision et la motivation qui sont communes dans les conditions neurologiques et psychiatriques