복잡한 결정을 내리는 방법
복잡한 결정을 내리는 방법
신경 과학자들은 결정을 더 작은 조각으로 나누는 데 도움이되는 뇌 회로를 식별합니다.
복잡한 결정을 내릴 때 종종 문제를 일련의 더 작은 결정으로 나눕니다. 예를 들어, 환자를 치료하는 방법을 결정할 때 의사는 진단 검사를 선택하고 결과를 해석 한 다음 약물을 처방하는 단계의 단계를 거칠 수 있습니다.
선택 순서가 원하는 결과로 이어질 때 계층 적 결정을 내리는 것은 간단합니다. 그러나 결과가 좋지 않을 때 무엇이 잘못되었는지를 해독하기가 어려울 수 있습니다. 예를 들어 치료 후 환자가 호전되지 않으면 다음과 같은 여러 가지 이유가있을 수 있습니다. 진단 테스트가 75 %의 정확도 일 수도 있고 약물 치료가 환자의 50 %에서만 가능할 수도 있습니다. 다음에 할 일을 결정하기 위해 의사는 이러한 확률을 고려해야합니다.
새로운 연구에서 MIT의 신경 과학자들은 의사 결정의 계층 구조 이후 뇌가 어떻게 실패의 원인인지에 대해 조사했습니다. 그들은 두뇌가 전두엽 피질의 분산 네트워크를 사용하여 두 가지 계산을 수행한다는 것을 발견했습니다. 첫째, 두뇌는 각 결정의 결과에 대한 확신을 계산하여 실패의 가장 큰 원인을 파악하고 두 번째로 원인을 식별하기가 쉽지 않을 때 두뇌는 더 많은 자신감을 얻으 려 시도합니다.
MIT의 McGovern Brain Institute의 일원 인 Life Sciences의 Robert A. Swanson Career Development 교수 인 Mehrdad Jazayeri는 다음과 같이 말합니다. "정신에 계층 구조를 만들고 결과에 대해 추론하면서 그 계층 구조를 탐색하는 것은인지 신경 과학의 흥미 진진한 영역 중 하나입니다. 연구 및 연구의 수석 저자.
MIT 대학원생 인 Morteza Sarafyzad는 5 월 16 일 Science 지에 게재 된 논문의 주 저자입니다.
계층 적 추론
동물 모델의 의사 결정에 관한 이전 연구는 비교적 간단한 작업에 초점을 두었습니다. 한 연구는 뇌가 순간적 증거를 평가함으로써 신속하게 결정을 내리는 방법에 초점을 맞추고 있습니다. 예를 들어, 많은 연구가 동물이 실험을 통해 신뢰할 수없는 자극을 분류 할 수 있도록하는 신경 기질과 메커니즘을 특성화했습니다. 다른 연구는 여러 번의 시도를 통해 이전의 결과에 의존하여 두뇌가 여러 옵션 중에서 선택하는 방법에 중점을 둡니다.
"이것들은 매우 유익한 일들이었습니다."Jazayeri가 말했습니다. "그러나 그들은 정말로 인간이 결정을 내릴 때하는 일의 빙산의 일각이다. 진정한 의사 결정 상황에 빠지 자마자 파트너를 선택하고, 차를 선택하고,이 약을 복용할지 여부를 결정하는 것은 매우 복잡한 결정이됩니다. 종종 의사 결정에 영향을 미치는 많은 요소가 있으며 이러한 요소는 서로 다른 시간 척도로 작동 할 수 있습니다. "
MIT 팀은 뇌가 의사 결정을 내리기 위해 여러 시간 계에서 정보를 처리하는 방법을 연구 할 수있는 행동 과제를 고안했습니다. 기본적인 디자인은 두 번 깜박 사이의 시간 간격이 850 밀리 초보다 짧거나 길 었는지에 따라 동물이 두 가지 안구 운동 중 하나를 만들 것이라고했습니다.
두 가지 안구 운동 중 어느 것이 10 회에서 28 회의 재판을 통해 은밀하게 전환되어야 하는지를 결정하는 규칙이 계층 적 추론을 통해 동물에게 과제를 해결해야했습니다. 따라서 보상을 받으려면 동물들이 올바른 규칙을 선택하고 규칙과 간격에 따라 올바른 눈 움직임을 만들어야했습니다. 그러나 규칙 스위치에 대해 동물에게 지시하지 않았기 때문에 잘못된 규칙을 선택했거나 간격을 잘못 판단하여 오류가 발생했는지 여부를 직접적으로 판단 할 수 없었습니다.
연구자들은이 실험 설계를 사용하여 계층 적 추론을 지원하는 계산 원리와 신경 메커니즘을 조사했습니다. 인간의 이론 및 행동 실험에 따르면 오류의 잠재적 원인에 대한 추론은 대개 프로세스의 각 단계에서 자신감의 정도를 측정하는 뇌의 능력에 달려 있다고합니다. "계층 적 추론을 위해 중요하다고 생각되는 것 중 하나는 계층 구조의 다른 노드가 부정적인 결과를 가져올 수있는 가능성에 대한 어느 정도의 확신을 갖는 것"이라고 Jazayeri는 말합니다.
연구원은 작업의 어려움을 조정하여 자신감의 효과를 연구 할 수있었습니다. 일부 시도에서 두 번 깜박 사이의 간격은 850 밀리 초보다 훨씬 짧거나 길었습니다. 이러한 시도는 비교적 쉽고 높은 수준의 확신을주었습니다. 다른 실험에서, 동물들은 그 간격이 경계에 더 가깝고 차별하기가 어려웠 기 때문에 그들의 판단에 덜 확신했습니다.
연구자들은 동물의 행동이 자신의 수행 능력에 대한 자신감에 영향을 받는다는 것을 발견했다. 간격을 쉽게 판별 할 수있을 때, 동물들은 그들이 틀렸다는 것을 알았을 때 다른 규칙으로 전환하는 것이 훨씬 빨랐습니다. 간격을 판단하기가 어려웠을 때, 동물들은 자신의 수행 능력에 대해 자신이 없으며 전환하기 전에 동일한 규칙을 몇 번 더 적용했습니다.
"그들은 자신감이 없다는 것을 알고 있으며, 자신감이 없다면 반드시 규칙이 변경된 것은 아니라는 것을 알고 있습니다. 그들은 실수로 실수를 저지른 것을 알고 있습니다. "라고 Jazayeri는 말합니다.
의사 결정 회로
각 실험이 완료된 직후에 대뇌 피질의 신경 활동을 기록함으로써 연구원은 계층 적 의사 결정의 핵심 인 두 영역을 확인할 수있었습니다. 그들은 전방 대뇌 피질 (cortulate cortex, ACC)과 배면 전두엽 (dorsomedial frontal cortex, DMFC)으로 알려진이 두 영역 모두가 잘못된 반응에 대해 알게 된 후 활동적으로되었다는 것을 발견했습니다. 연구진이 동물의 행동과 관련하여 신경 활동을 분석했을 때, 두 영역의 뉴런이 동물의 가능한 규칙 전환에 대한 믿음을 전달한다는 것이 분명 해졌다. 특히, 동물이 쉽게 시련을 겪은 후, 그리고 연속적인 실수를 한 후에 동물이 실수를했을 때 동물의 믿음과 관련된 활동은 "더 커졌습니다".
연구자들은 또한이 영역들이 비슷한 활동 패턴을 보여 주었지만, 특히 ACC가 규칙을 전환 할 때 예측하여 ACC가 의사 결정 전략을 전환하는 데 중심적인 역할을한다는 것을 알았습니다. 사실, 연구자들은 ACC에서의 신경 활동의 직접 조작이 동물의 합리적인 행동을 방해하기에 충분하다는 것을 발견했다.
"이 두 영역을 포함하는 전두엽 피질에 분포 된 회로가 존재하며, 이것은 업무가 요구하는 것처럼 계층 적으로 조직 된 것처럼 보입니다."라고 Jazayeri는 말합니다.
Yale School of Medicine의 신경 과학, 심리학 및 정신과 교수 인 이대열 교수는이 연구가 이런 종류의 의사 결정을 연구하는데 큰 장애물이었던 것을 극복한다고 말한다. 즉, 뇌의 역학을 연구하기위한 동물 모델의 부족 단일 뉴런 해상도에서의 활동.
Sarafyazd와 Jazayeri는 동물들이 다양한 유형의 증거를 평가하도록 요구하는 우아한 의사 결정 과제를 개발했으며, 내측 전두부 피질의 두 개의 분리 된 영역이 의사 결정에서 다양한 오류의 원인을 다루는 데 비판적으로 관여하고 있음을 확인했습니다. "라고 Lee는 말합니다 , 누가 연구에 관여하지 않았다. "이 연구는 엄격하고 창의성있는 여행이며, 전두엽 피질에 관한 또 다른 미스터리를 벗겨냅니다."