# Deficient Belief Updating as a Convergent Computational Mechanism of Psychosis

> **NIH NIH R01** · NEW YORK STATE PSYCHIATRIC INSTITUTE DBA RESEARCH FOUNDATION FOR MENTAL HYGIENE, INC · 2020 · $741,501

## Abstract

The psychotic syndrome of schizophrenia, comprising hallucinations and delusions, remains one of the most 
devastating and costly medical conditions in the US and worldwide. Despite progress in the understanding of its 
neurobiology, a unifying mechanism remains elusive. Elucidating such mechanism would be a major advance in 
medicine, as it would provide a scientific explanation to symptoms that have long been considered synonymous with 
irrationality. This would contribute to de-­stigmatization of mental illness. It would also potentially lead to important 
public health benefits by identifying novel targets that could enable new treatments for a substantial proportion of 
patients (~1/3) who do not respond to or tolerate current treatments. Previous work has separately studied the 
substrates of hallucinations (false percepts without corresponding stimuli) and of delusions (false ideas that are 
maintained with high conviction despite contradictory evidence). However, recent theories of the brain suggest that 
perception and ideation are part of a unitary process, whereby the brain generates and updates internal predictive 
models of the external world, that can explain both our idiosyncratic perceptual experiences and how we reach certain 
conclusions or ideas based on these experiences. Extensions of these ‘Bayesian’ theories have been proposed to 
explain pathological abnormalities in perception (e.g., hallucinations) and ideation (e.g., delusions) in psychosis as 
deriving from a common deficit. We suggest that this common deficit is a dopamine-­related deficit in updating of 
beliefs (defined via computational modeling) given excessive reliance of prior beliefs relative to new sensory evidence. 
We posit that this deficit can occur at two different levels of a hierarchy: a lower level (in sensory cortex) abnormalities 
in which would cause hallucinations, and a higher level (higher-­order prefrontal and parietal cortices supporting 
inference) abnormalities in which would cause delusions. We propose a converging approach to directly test this novel 
model it by leveraging cutting-­edge tools in computational neuroscience applied to functional neuroimaging (fMRI) and 
behavioral tools designed to dissect hierarchical belief updating. Specifically, we hypothesize a behavioral and neural 
double dissociation whereby deficits in the former will be specifically associated with severity of hallucinations while 
deficits in the latter will be specifically associated with severity of delusions in unmedicated patients with 
schizophrenia. By anchoring our model on the well-­established dopamine dysfunction in psychosis, we will explain 
how increased dopamine in the midbrain (specifically, in the nigrostriatal pathway, here measured via a novel, high-­
resolution imaging technique known as neuromelanin-­sensitive MRI) alters common neural computations leading to 
psychotic symptoms (i.e., how it results in deficient belief updating at low and high...

## Key facts

- **NIH application ID:** 9934313
- **Project number:** 5R01MH114965-03
- **Recipient organization:** NEW YORK STATE PSYCHIATRIC INSTITUTE DBA RESEARCH FOUNDATION FOR MENTAL HYGIENE, INC
- **Principal Investigator:** Guillermo Horga
- **Activity code:** R01 (R01, R21, SBIR, etc.)
- **Funding institute:** NIH
- **Fiscal year:** 2020
- **Award amount:** $741,501
- **Award type:** 5
- **Project period:** 2018-09-01 → 2023-05-31

## Primary source

NIH RePORTER: https://reporter.nih.gov/project-details/9934313

## Citation

> US National Institutes of Health, RePORTER application 9934313, Deficient Belief Updating as a Convergent Computational Mechanism of Psychosis (5R01MH114965-03). Retrieved via AI Analytics 2026-05-22 from https://api.ai-analytics.org/grant/nih/9934313. Licensed CC0.

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*[NIH grants dataset](/datasets/nih-grants) · CC0 1.0*