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王者娛樂城的大腦預測我們行動的後果

我們的思想可以通過思考未來和預測未來來幫助我們做出決策財神娛樂他對我們行動的後果。例如,想像一下,試圖找到通往家附近新餐廳的方法。您的大腦可以為您的鄰里建立一個心理模型,併計劃您應該到達那裡的路線。

如今,科學家發現,一種稱為前扣帶回皮層(ACC)的大腦結構對決策至關重要,該大腦結構參與了使用這種心理模型的學習。一項新的小鼠研究今天發表在 神經元 重點介紹了先進的心理機制,可幫助大腦模擬不同動作的結果並做出最佳選擇。

牛津大學研究員,新論文的主要作者托馬斯·阿卡姆(Thomas Akam)博士說:“基於模型的學習的神經生物學仍然知之甚少。” “在這裡,我們能夠識別出這種行為所涉及的大腦結構,並證明其活動編碼了決策過程的多個方面。”

理解大腦如何建立心理模型對於理解我們如何適應變化和靈活地做出決定至關重要:例如,當我們發現通往那家新餐廳的一條道路已經關閉以進行建設時,我們將做什麼。

“這些結果非常令人振奮,” DVM博士,DVM董事兼首席執行官瑞·科斯塔(Rui Costa)說。博馬娛樂城 哥倫比亞的祖克曼研究所(Zuckerman Institute)就是在尚帕利莫(Champalimaud)未知中心的一名調查員的主持下開展這項研究的,該中心收集了大部分數據。 “這些數據將前扣帶回皮層識別為基於模型的決策中的關鍵大腦區域,更具體地說,是預測如果我們選擇對一個特定的動作來對付另一個動作,世界將會發生什麼。”

模型還是無模型?

研究基於模型的學習的神經基礎的一大挑戰是它通常與另一種稱為無模型學習的方法並行運行。在無模型學習中,大腦不會在創建模擬上花費很多精力。它僅依賴於過去取得了良好成果的行動。

例如,當您前往自己喜歡的餐廳時,您可能會使用無模型思維方法。因為您以前去過那裡,所以不需要花精力來規劃路線。您可以簡單地遵循慣用的路徑,而將精力集中在其他事情上。

為了隔離基於模型的模型和無模型的這兩種認知方案的貢獻,研究人員為小鼠建立了兩步難題。

在此任務中,動物首先從兩個位於中央的孔中選擇一個,將其鼻子戳進去。此動作將激活另外兩個側面的一個洞,每個洞都有一定的可能性喝水。

Akam博士說:“就像在現實生活中一樣,受試者必須執行一系列不確定的後果的動作序列,才能獲得理想的結果。”

為了很好地完成任務,小鼠必須找出兩個關鍵變量。首先是側面的哪個孔更有可能喝水。第二個是中心的哪個孔激活了該側孔。一旦老鼠學會了這項任務,他們就會選擇提供最佳結果的動作順序。但是,除了這種基於模型的解決方案娛樂城ptt令人困惑的是,小鼠還可以學習簡單的無模型預測,例如“最高才是好”,基於這種選擇過去通常會帶來回報。

然後研究人員以要求動物靈活的方式改變了實驗。時不時地,更可能提供飲料的側口會切換-或中心口和側口之間的映射會顛倒。

隨著事物的變化,動物的選擇揭示了他們正在學習的策略。

Akam博士說:“無模型和基於模型的學習應該產生不同的選擇模式。” “通過觀察受試者的行為,我們能夠評估兩種方法的貢獻。”

當研究小組分析結果時,大約有23萬個獨立決定,他們得知老鼠正在並行使用基於模型和無模型的方法。

Costa博士說:“這證實該任務適合研究這些機制的神經基礎。” “然後我們進行下一步:研究這種行為的神經基礎。”

基於模型的學習的神經圖

該團隊專注於大腦區域,稱為前扣帶回皮層(ACC)。

“以前的研究表明,ACC參與了行動選擇,並提供了一些證據表明它可能參與了行動選擇。leo娛樂城Costa博士解釋說,“基於el的預測。但是,在一項旨在區分這些不同類型的學習的任務中,沒有人檢查過單個ACC神經元的活動。”

研究人員發現ACC神經元的活動與其小鼠的行為之間存在緊密的聯繫。僅僅通過查看跨細胞組的活動模式,科學家就可以解碼出鼠標是否是某個孔或另一個孔,或者它是否正在喝水。

除了在任務中代表動物的當前位置之外,ACC神經元還編碼了接下來可能到達的狀態。

Akam博士說:“這提供了直接的證據,表明ACC參與了對行為的具體後果進行基於模型的預測,而不僅僅是行為的好壞。”

線上娛樂城評價此外,ACC神經元還表示動作的結果是預期的還是令人驚訝的,從而潛在地提供了一種在預測結果錯誤時更新預測的機制。

該團隊還關閉了動物試圖做出決定時的ACC神經元。這阻止了動物隨著情況的變化做出靈活的反應,這表明它們在使用基於模型的預測時遇到了麻煩。

理解大腦如何控制諸如計劃和順序決策之類的複雜行為,是當代神經科學的一大挑戰。

Akam博士說:“我們的研究是第一個證明可以研究小鼠決策這些方面的研究之一。”這些結果將使我們和其他人對靈活的決策建立起機械的理解。”

參考:Akam T,Rodrigues-Vaz I,Marcelo I等。前扣帶狀皮層預測未來狀態,以介導基於模型的動作選擇。 神經元2020年。doi:10.1016 / j.neuron.2020.10.013

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