Developing and Validating a Model-Based Method for Measuring People’s Subjective Planning Costs

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Zitierfähiger Link (URI): http://hdl.handle.net/10900/169261
http://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bsz:21-dspace-1692617
http://dx.doi.org/10.15496/publikation-110588
Dokumentart: Dissertation
Erscheinungsdatum: 2025-08-20
Sprache: Englisch
Fakultät: 7 Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät
Fachbereich: Informatik
Gutachter: Lieder, Falk (Dr.)
Tag der mündl. Prüfung: 2024-12-03
DDC-Klassifikation: 004 - Informatik
150 - Psychologie
500 - Naturwissenschaften
Freie Schlagwörter:
cognitive biases
cognitive costs
decision-making
inverse reinforcement learning
resource-rational analysis
resource rationality
computational psychiatry
inverse reinforcement learning
Lizenz: http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=de http://tobias-lib.uni-tuebingen.de/doku/lic_ohne_pod.php?la=en
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Inhaltszusammenfassung:

Bei der Planung müssen Menschen den Nutzen zusätzlicher Erwägungen gegen ihre Kosten abwägen. Menschen, die dazu neigen, nicht zu planen, erzielen in der Regel schlechtere Ergebnisse in verschiedenen Bereichen des Lebens, die sich auf ihr Wohlbefinden auswirken, einschließlich Gesundheit, Finanzen und Bildung. Es gibt mehrere Fragebögen, um zu messen wie sehr Menschen dazu neigen die Zukunft zu planen (z. B., die Fragebögen zur Erfassung der Planungsneigung: Lynch et al., 2010, der Berücksichtigung zukünftiger Konsequenzen: Strathman et al., 1994, und der Zukunftsorientierung: Steinberg et al., 2009). Diese Maße können jedoch als subjektiv angesehen werden und könnten durch soziale Erwünschtheit oder Reaktivitätseffekten verfälscht werden, wie z. B. dem Wunsch der Menschen, im Einklang mit gesellschaftlichen Werten zu antworten, um "gut" zu erscheinen. In dieser Dissertation entwickelte ich ein objektives, verhaltensbasiertes, mathematisches Verfahren zur Messung individueller Unterschiede darin, wie Menschen planen. Anstatt eine Person zu bitten, selbst zu berichten, wie sehr sie dazu neigt, zukünftige Konsequenzen in Betracht zu ziehen, schätzt meine Methode die subjektiven Planungskosten einer Person mithilfe einer Kombination aus einer Planungsaufgabe und einem rationalen kognitiven Prozessmodelll (Lieder and Griffiths, 2020). Außerdem stelle ich eine Studie vor, die Fragebogenmessungen mit dieser Methode kombiniert. In dieser Studie untersuche ich, ob und wie individuelle Unterschiede in den subjektiven Planungskosten die Symptome psychiatrischer Störungen vorhersagen können, und wie sehr mein verhaltensbasiertes Maß der subjektive Planungskosten mit dem Erleben der Person korreliert ist. Die Grundlage meiner Methode zur Messung individueller Unterschiede in der Planung ist ein kognitives Prozessmodell das die Planungsstrategien von Personen mit unterschiedlichen Planungskosten vorhersagt . In einer Situation, in der es unwahrscheinlich ist, dass sich lohnen würde zu planen, oder in der planen besonders schwierig ist, könnte es sinnvoll sein, überhaupt nicht zu planen. Hier untersuche ich, wie Planungsstrategien, die suboptimal wirken, in Wirklichkeit optimal sein können, wenn man die subjektiven Planungskosten berücksichtigt, die ein Individuum empfindet. Insbesondere untersuche ich, wie erhöhte Kosten för vorausschauendes Planen zu suboptimaler Entscheidungen führen können, indem ich ein Prozessverfolgungsparadigma verwende (das Mouselab-MDP-Paradigma Callaway et al., 2017). Zu diesem Zweck erweitere ich ein bestehendes ressourcenrationales Planungsmodell um subjektive Planungskosten, die durch eine Kostenfunktion mit mehreren Parametern erfasst werden. Ich zeige, dass dieses Modell menschliches Planen besser erklärt als einfachere Modelle und alternative Erklärungen. Dieses Modell liefert eine mechanistische Erklärung dafür, warum manche Menschen sich auf bestimmte Formen scheinbar suboptimaler Planung verlassen. Darüber hinaus wende ich Bayesian Inverse Reinforcement Learning an, um die Parameter dieser Planungskostenfunktion zu schätzen. In einem Experiment, in dem die Planungskosten von Personen manipuliert werden, zeige ich, dass individuelle Unterschiede in den Kosten des vorausschauenden Planens für etwa 70% der Versuchspersonen zuverlässig erfasst werden können. Dieser Parameter könnte ein nützliches Maß dafür sein, wie sehr eine Person dazu neigt in die Zukunft zu planen (z. B. langfristige versus kurzfristige Planung). Ich präsentiere die Ergebnisse einer Studie, die untersucht, ob individuelle Unterschiede in den subjektiven Planungskosten mit den Symptomen psychiatrischer Störungen sowie mit anderen Fragebögen wie Lebenszufriedenheit, Bedauern und Planungsverhalten zusammenhängen könnten. Ich finde keine prädiktive Beziehung zwischen den geschätzten kognitiven Kosten und den Selbstauskünften der Versuchspersonen. In explorativen Analysen finde ich jedoch mehrere kleinere Korrelationen zwischen den geschätzten Planungskosten und einzelnen Fragebögen. Diese explorative Arbeit erweitert die bestehende Literatur über die Struktur individueller Unterschiede im Planen zwischen verschiedenen psychischen Störungen. Abschließend skizziere und diskutiere ich die möglichen Grenzen der Methode und künftige Studien, die erforderlich sind, bevor diese Methode in einem größeren, realistischeren Rahmen angewendet werden kann.

Abstract:

When planning, people have to trade off between the costs and benefits of additional deliberation. People who tend not to plan may have worse outcomes in various domains which impact well-being such as health, finances, and academics. Several self-report measures exist to quantify people's tendency to plan into the future (e.g., the Propensity to Plan Scale: Lynch et al., 2010, the Consideration of Future Consequences Scale: Strathman et al., 1994, and the Future Orientation Scale: Steinberg et al., 2009). However, these measures can be seen as subjective and might be influenced by social-desirability bias or demand characteristics such as people wanting to answer in alignment with societal values to appear "good". In this dissertation, I present a computational method for objectively quantifying individual differences in planning via subjective planning costs. Instead of asking a person to self report how much they tend to consider future outcomes, I quantify people's subjective planning costs using a combination of a planning task and a resource-rational computational model (Lieder and Griffiths, 2020). Furthermore, I present a study pairing questionnaire measures with this method. In this study, I investigate whether and how individual differences in subjective planning costs can predict symptoms of psychiatric disorders, as well as if subjective planning costs can predict people's scores on self-report measures for similar constructs. The foundation of my method for quantifying individual differences in planning is a computational model for measuring subjective planning costs. In a situation where planning is unlikely to pay off, or where planning is particularly hard, it might make sense not to plan at all. Here I investigate how planning which looks suboptimal, may, in fact, be optimal with respect to the subjective planning costs experienced by an individual. In particular, I investigate how costs such as a planning depth cost (i.e., cost for looking into the future) might lead to suboptimal planning using a process-tracing paradigm (the Mouselab-MDP paradigm Callaway et al., 2017). To do so, I extend an existing resource-rational model of planning to include subjective planning costs captured by a cost function with multiple parameters. I show that this model explains human planning better than simpler candidate models and other alternative models. This model provides a mechanistic account for why some people might engage in particular forms of seemingly suboptimal planning. Furthermore, I introduce the application of Bayesian Inverse Reinforcement Learning to infer these cost weights for individuals. I show, in an experiment where people's planning costs are manipulated, that individual differences in a planning depth cost weight can be reliably recovered for around 70% of people. The planning depth cost weight could be useful as a measure of a person's propensity to plan into the future (e.g., far-sighted versus short-sighted planning). I present the results from a study investigating whether individual differences in subjective planning costs might be related to symptoms of psychiatric disorders as well as other self-report measures, such as life satisfaction, regrets, and planning behaviors. I find no predictive relationship between inferred cognitive cost weights and self-report measure scores. However, I do find, in exploratory analyses, several smaller correlations between cognitive cost weights and self-report measure scores. This exploratory work expands on the existing literature on the structure of planning differences across different mental disorders. Finally, I outline and discuss the possible limitations of the method, and future studies needed before these methods could be applied to a larger-scale, more real-world setting.

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