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赵韶苓 猴子做决定也会受“熊市牛市”的影响吗?

发布时间:2022-06-02

编者按:脑科学对各种脑功能的解析、脑疾病的诊断治疗、类脑智能和脑机接口的技术开发,都具有非常重要的意义,中科院之声与中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心联合开设“脑智擘未来”专栏,为大家解读视觉、学习记忆、注意力、抉择、意识、语言、共情、合作等日常生活中常见行为和现象的研究方式和科学发现。

[video:猴子做决定也会受“熊市牛市”的影响吗?丨脑智擘未来]
 

  不管是今天去哪家餐厅吃饭,还是最近打算投资哪只股票,我们的生活中充满了大大小小的决策。然而不仅是人需要做决定,作为人类的好朋友,在动物界拥有高级智慧的猴子,也会面临复杂的决策。就像在风云变换的股票市场中有熊市、牛市一样,猴子在做决定时,也会受到“市场”大环境的影响吗?

  为了研究这个问题,科学家们设计了一个有趣的实验。在这个叫做概率学习的任务中,猴子需要按下按钮选择屏幕上的不同图片。有的对应80%的概率喝到果汁,而有的则只有20%的可能性。因此我们的好朋友就需要在让人眼花缭乱的选择中“慧眼识珠”,找出那支利润丰厚的“绩优股”。

  那么在如此风云变幻的果汁“市场”,猴子会怎么做呢?通过观察,科学家发现它们的行为和我们在股票市场中买入卖出一样,主要有两种不同策略:喝到果汁,也就是赚钱时就继续持有该“股票”,下次还选它;没喝到果汁时则抛售该“股票”,下次选另外一个。看来,想成为猴界“巴菲特”,似乎也没那么难嘛。

  所以到底是哪些因素驱动了猴子的不同行为呢?科学家们利用一种叫做强化学习的计算模型来分析猴子的不同决定,发现它们和人类不仅行为类似,背后的神经机制也有异曲同工之处。首先,最主要的影响是不同选项对应奖励概率的大小。比如过去五次选择绿色图案有四次都喝到了果汁,而另外两次选黄色图案时却一次也没喝到,那么对猴子来说绿色图案就很可能是一只潜在的“绩优股”。其次,就好像人们喜欢去熟悉的餐厅吃饭一样,猴子也更有可能偏好以往选过的图案,即使有时候不一定会让它们喝到果汁。

  而最有意思的是,正如股市中有熊市、牛市一样,猴子在不断做决定的过程中,也会受到过去一段时间里“市场”大环境的影响。如果连续好几次不管选哪个选项都喝到了果汁,在这种利好的环境下它们就更有可能继续稳定持有“绩优股”。但是如果“市场”低迷,不管猴子选哪个选项都没喝到果汁,它们就会心烦意乱,此时赚不到钱的“股票”就更容易被抛售,买入卖出更加频繁,猴子更倾向于在不同选择中来回试错。

  那么“熊市牛市“中猴子的不同表现又是如何产生的呢?为了研究这个问题,科学家们使用了磁共振成像技术。它像是一台超级望远镜,可以对身体任何部位进行无损无创的成像。拿它拍摄猴子大脑,就可以看到猴子做决定时大脑所发生的变化。利用这项技术科学家发现,猴子大脑中前脑岛叶(the anterior insular cortex, Ia)和中缝背核(the dorsal raphe nucleus, DRN)两个区域与猴子感受平均回报率(global reward state),也就是”市场“大环境的好坏有关,而负责高级认知功能的腹内侧前额叶皮层(ventromedial prefrontal cortex, vmPFC),则与猴子感知不同选项对应的价值高低有关。多个大脑区域分工协作,才使得猴子能够在变幻莫测的”股票市场“游刃有余。

  看到这里,不知道屏幕前的各位,是不是对我们的好朋友更加刮目相看了呢?即使是一个看起来小小的决定,背后的工作机制就如此复杂,我们的大脑还真是妙不可言。    

作者:中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心 赵韶苓

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