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Humans and other animals use cues in the environment to make predictions about important outcomes, thus preparing themselves to respond to those events. Prediction error refers to the extent to which an outcome is surprising in the presence of one or more cues. Within the research area of associative learning, some theories suggest that prediction error changes the amount of attention paid to cues. It was initially proposed that the attentional changes were driven by either relative or overall prediction error. In the first case, attention increases for cues generating less prediction error than other concurrent cues, otherwise attention decreases (Mackintosh, 1975). In the second case, the amount of attention paid to each cue is directly related to overall prediction error, i.e. how surprising the outcome is considering all the present cues (Pearce & Hall, 1980). Evidence for the role of relative prediction error comes from studies with pairs of cues including a component relevant to outcome prediction, together with an irrelevant component. Evidence for a role of overall prediction error comes from studies in which cues generating different amounts of prediction error are trained separately. Given that considering both relative and overall prediction error may account for a wider range of attentional changes, the two mechanisms were incorporated into hybrid models (e.g., Le Pelley, 2004). However, evidence for those models in humans is still scarce. The aim of the present thesis was to study the effect of a sudden rise in overall prediction error on overt attention to cues that were either relevant or irrelevant to outcome prediction, i.e. differing in terms of relative prediction error. Rather than considering sustained levels of prediction error, we focused primarily on sudden changes, because they are involved in important behavioral phenomena, such as the return of pathological anxiety. Each of the two studies included in the thesis started with a discrimination training, in which participants had to predict the occurrence of two possible outcomes. Participants’ eye gaze showed that the relevant cues received more attention than the irrelevant cues. In a second stage, contingency reversal (Study I) or partial reinforcement (Study II) led to a rise in prediction error, as indicated by a drop in the accuracy of outcome predictions. The attentional preference for the relevant cues was temporarily weakened by contingency reversal, and it was completely lost following the introduction of partial reinforcement. In addition, both manipulations increased the amount of attention paid to both types of cues. The data were consistent with a combined effect of relative and overall prediction error, thus providing evidence for the hybrid models. In addition, the results have implications for understanding changes in attention to contextual cues., Menschen und andere Tiere nutzen Hinweisreize aus der Umwelt, um Vorhersagen über wichtige Ereignisse zu treffen, wodurch sie sich auf diese Ereignisse vorbereiten können. Der Vorhersagefehler bezeichnet das Ausmaß, in dem ein Ereignis bei Vorhandensein von einem oder mehreren Hinweisreizen überraschend ist. Einige Theorien aus dem Bereich des Assoziativen Lernens nehmen an, dass Vorhersagefehler das Ausmaß an Aufmerksamkeit auf Hinweisreize verändern. Ursprünglich wurde postuliert, dass Aufmerksamkeitsveränderungen entweder durch relative oder globale Vorhersagefehler gesteuert werden. Im ersten Fall steigt die Aufmerksamkeit auf Hinweisreize, die einen geringeren Vorhersagefehler als andere, gleichzeitig präsentierte Hinweisreize erzeugen – andernfalls sinkt die Aufmerksamkeit (Mackintosh, 1975). Im zweiten Fall steht die Aufmerksamkeit auf einen Hinweisreiz in direktem Zusammenhang mit dem globalen Vorhersagefehler, d. h. wie Überraschend ein Ereignis vor dem Hintergrund aller anwesenden Hinweisreize ist (Pearce & Hall, 1980). Belege für die Rolle des relativen Vorhersagefehlers stammen aus Studien, bei denen Paare von Hinweisreizen verwendet wurden, die sich jeweils aus einer für die Vorhersage relevanten Komponente und einer irrelevanten Komponente zusammensetzen. Belege für einen globalen Vorhersagefehler kommen aus Studien, bei denen Hinweisreize, die sich in der Größe des Vorhersagefehlers unterscheiden, separat trainiert werden. Da relative und globale Vorhersagefehler ein breites Spektrum an Aufmerksamkeitsveränderungen erklären, wurden beide Mechanismen in hybride Modelle integriert (z.B., Le Pelley, 2004). Allerdings ist die Befundlage im Humanbereich für diese Modelle noch gering. Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Einfluss eines plötzlichen Anstiegs des globalen Vorhersagefehlers auf die offene Aufmerksamkeit zu untersuchen, die sich auf Hinweisreize richtet, die für eine Vorhersage entweder relevant oder irrelevant waren, d. h. sich in Bezug auf den relativen Vorhersagefehler unterschieden. Wir konzentrierten uns auf plötzliche Änderungen des Vorhersagefehlers anstelle anhaltender Fehlerniveaus, da diese bei wichtigen Verhaltensphänomenen eine Rolle spielen, wie z. B. der Rückkehr pathologischer Angst. In zwei Studien erhielten Probanden zunächst ein Diskriminationstraining, bei dem das Auftreten von zwei möglichen Ereignissen vorhergesagt werden musste. Hierbei ergaben Blickbewegungsmessungen, dass relevante Komponenten mehr Aufmerksamkeit gewidmet wurde als irrelevanten Komponenten. In einer zweiten Phase führte ein Kontingenzwechsel (Studie I) oder partielle Verstärkung (Studie II) zu einem Anstieg des Vorhersagefehlers, welches sich in einer Abnahme der Vorhersagegenauigkeit widerspiegelte. Die Aufmerksamkeitspräferenz für relevante Reize wurde durch den Kontingenzwechsel vorübergehend geschwächt und ging bei partieller Verstärkung vollständig verloren. Zudem führten beide Manipulationen zu einer Erhöhung der Aufmerksamkeit auf relevante und irrelevante Reize. Die vorliegenden Daten sprechen für einen kombinierten Einfluss des relativen und globalen Vorhersagefehlers und liefern somit Evidenz für die hybride Modelle. Auch lassen sich aus den vorliegenden Ergebnissen Implikationen für unser Verständnis von Aufmerksamkeitsveränderungen bei kontextuellen Reize ableiten.

Supplemental material, sj-docx-1-qjp-10.1177_17470218211019308 for Evidence for two attentional mechanisms during learning by David Torrents-Rodas, Stephan Koenig, Metin Uengoer and Harald Lachnit in Quarterly Journal of Experimental Psychology

Finding tumour genetic markers is essential to biomedicine due to their relevance for cancer detection and therapy development. In this paper, we explore a recently released dataset of chromosome rearrangements in 2,586 cancer patients, where different sorts of alterations have been detected. Using a Random Forest classifier, we evaluate the relevance of several features (some directly available in the original data, some engineered by us) related to chromosome rearrangements. This evaluation results in a set of potential tumour genetic markers, some of which are validated in the bibliography, while others are potentially novel. This work is partially supported by the Joint Study Agreement no. W156463 under the IBM/BSC Deep Learning Center agreement, by the Spanish Government through Programa Severo Ochoa (SEV-2015-0493), by the Spanish Ministry of Science and Technology through TIN2015-65316-P project, and by the Generalitat de Catalunya (contracts 2017-SGR-1414).

La present tesi doctoral s’emmarca en el model d’ansietat patològica del condicionament de la por. D’acord amb aquest model, l’ansietat clínica prové de processos de condicionament de la por anòmals i altres factors de diàtesi-estrès relacionats. Aquesta idea ha rebut suport d’estudis que mostren condicionament anòmal de la por en individus diagnosticats amb trastorns d’ansietat, però les evidències sobre aquestes anomalies en individus en risc d’ansietat clínica són escasses. Per aquesta raó, examinàrem les diferencies individuals en l’adquisició i la generalització de la por condicionada en participants sans que es caracteritzaven per diferents nivells de susceptibilitat a l’ansietat patològica. Dues fonts de vulnerabilitat a l’ansietat varen ser investigades: la variació al·lèlica en el polimorfisme BDNF-val66met (estudi 1) i l’ansietat tret (estudi 2). Malgrat el gruix important de recerca que s’ha portat a terme recentment sobre la relació entre el polimorfisme BDNF-val66met i l’ansietat patològica, no està clar quin dels al·lels s’associa a un major risc als trastorns d’ansietat. Per tant, esperàvem que la variació en el polimorfisme BDNF-val66met es traduiria en diferències en l’adquisició i la generalització de la por, però no teníem cap hipòtesi sobre la direcció d’aquesta associació. Per altra banda, i donat que l’ansietat tret representa un factor de risc a l’ansietat patològica, esperàvem que els individus amb elevada ansietat tret mostrarien una adquisició anòmala de la por i excessiva generalització. A banda, i donades les implicacions a nivell teòric i metodològic, també estudiàrem l’estabilitat temporal de les diferències individuals en l’adquisició i generalització de la por (estudi enviat per a la seva publicació, inclòs a l’annex). En contra de les nostres prediccions, no trobàrem cap efecte del polimorfisme BDNF-val66met, o de l’ansietat tret, en l’adquisició i la generalització de la por. En les tres mesures de por (reflex d’ensurt, resposta de conductància de la pell, i expectatives online de l’estímul incondicionat aversiu), els participants de tots dos estudis van mostrar condicionament diferencial durant l’adquisició de la por i un gradient de generalització normal, caracteritzat per una disminució gradual de la por a mesura que els estímuls de generalització eren menys semblants al senyal de perill. Per altra banda, els resultats de l’estudi sobre l’estabilitat temporal de les diferències individuals en l’adquisició i la generalització de la por semblen indicar que una part moderada de la variabilitat en aquests processos és influïda per característiques individuals estables. D’acord amb els nostres resultats, concloguérem que el polimorfisme BDNF-val66met i l’ansietat tret no s’associen amb l’adquisició o generalització anòmales de la por condicionada. Per tant, més que una diàtesi preexistent a l’ansietat patològica, l’adquisició i generalització de la por anòmales podrien ser la conseqüència d’altres factors patogènics que condueixen a l’aparició de l’ansietat patològica., The present Ph D dissertation is framed within the fear-conditioning model of pathological anxiety. According to this model, clinical anxiety emerges from abnormal fear-conditioning processes and other related diathesis-stress factors. This has been supported by studies showing abnormal fear conditioning in individuals diagnosed with anxiety disorders, but evidence of these abnormalities in individuals at risk for clinical anxiety is rather scarce. Thus, we examined individual differences in the acquisition and generalization of conditioned fear in healthy participants characterized by different levels of susceptibility to pathological anxiety. Two sources of variability in vulnerability to anxiety were investigated: allele variation in the BDNF-val66met polymorphism (study 1) and trait anxiety (study 2). Despite the important body of research conducted recently on the relationship between the BDNF-val66met polymorphism and pathological anxiety, it is far from clear which of the polymorphism alleles is associated with increased risk for anxiety disorders. Thus, we expected that variation in BDNF-val66met polymorphism would lead to differences in the acquisition and generalization of fear, but we did not have any hypothesis about the direction of this association. On the other hand, and given that high trait anxiety represents an established risk factor for pathological anxiety, we expected that individuals with high trait anxiety would show abnormal fear acquisition and overgeneralization of fear. In addition, and given its important theoretical and methodological implications, we also tested the temporal stability of individual differences in the acquisition and generalization of conditioned fear (study submitted for publication included in the appendix). Contrary to our expectations, we did not find any effect of the BNDF-val66met polymorphism or trait anxiety on the acquisition and generalization of fear. For the three fear measures (startle reflex, skin conductance response, and online expectancies of the unconditioned aversive stimulus), participants from the two studies exhibited differential conditioning during fear acquisition and the normal generalization gradient, with a gradual decrease in fear as the generalization stimuli were less similar to the danger signal. On the other hand, the results of our unpublished study on the temporal stability of individual differences in the acquisition and generalization of fear suggest that a moderate part of the variability in these processes is influenced by stable individual characteristics. Based on our results, we concluded that the BDNF-val66met polymorphism or high trait anxiety is not associated with abnormal acquisition or generalization of conditioned fear. Thus, rather than a preexisting diathesis for pathological anxiety, abnormal acquisition and generalization of fear may be the result of other pathogenic factors that lead to the onset of an anxiety disorder.