我們大腦依賴的唯一事物,以產生新想法

(SeaPRwire) –   人類的進化優勢是我們的行為靈活性。隨著我們生活的進程,我們學會如何掌握世界,建立知識、習慣和政策的儲備,這些都在過去遇到的情況下為我們服務。但是,總會有新的情景可能需要新的解決方案——這是我們以前從未做過或甚至以前從未想過的事情。這些情景需要「思考出箱」,在這種時候,我們會借助一項不太可能的資源:大腦迴路中一點隨機性,提供行動選項。

我們有認知能力適應各種新環境中的複雜、不可預測情景。但是,這種靈活性——我們在任何時候都可以做的行為幾乎無限——造成了一個問題。我們如何縮小選項並選擇最好的一個?

考慮每個情況下所有可能的事情是無法完成的——我們永遠無法決定。我們需要做的是縮小搜索空間:提出幾個不錯的選項,然後評估最好的一個。正是學習使我們能夠做到這一點。

隨著我們的成長和世界的探索,我們逐漸積累知識並建立世界運行的模型。我們了解世界中物體的性質和關係——特別是我們可以如何使用它們,或者它們可能對我們做什麼。我們了解事件的順序性傾向。尤其是,我們了解自己行動的後果。

當我們遇到新的情況時,我們的行為將在一定程度上受以前的知識影響,這取決於情況的熟悉程度。對於非常熟悉的情況,我們可能很清楚應該做什麼。我們不需要浪費時間和精力思考,因為我們已經完成了所有的工作——它只是變成習慣或自動的。這非常高效。

但是,對於新穎程度至少有些新鮮的情況,我們必須更多地思考應該做什麼。我們需要利用以前的知識,提出幾種可能的行動,然後對它們進行評估。在某種程度上,這些想法只是「浮現在腦海中」。儘管一些自由意志懷疑論者認為不是這樣,但這並不意味著你不參與其中。它們以一種大致無意識的過程產生,這些過程根據你過去經歷構建的世界模型進行搜索並受其影響。

先驅心理學家威廉·詹姆斯將這些想法納入他所謂的兩個階段。重要的是,在這個搜索過程中有一點隨機性——是的,也有一點自由——影響實際彈出的選項。但是,一旦這些無意識過程產生一組可能的行動後,它們將提交給評估系統,以便我們可以行使我們的意志,根據我們認為它們對我們的結果如何好,從中選擇一個。正如羅伯特·道爾總結的:「我們的想法自由地來到我們;我們的行動自願地離開我們。」彈出的想法實際上在競爭「掌控方向盤」,驅動行動。我們的評估系統允許我們模擬從一系列建議行動中可能產生的結果,根據所有目標對可能結果的預期效用進行評估,並選擇一個執行,同時抑制所有其他選項。因此,建議和評估系統都被配置為使我們能夠出於自己的理由行事。

但是,當我們沒有任何好理由時會怎麼樣?當我們真的不知道應該做什麼時?例如,當我們遇到真正新穎的情景時,當情況在變化且我們的世界模型不再可靠時,或者當我們目前的行為不能實現目標時,情況可能就是這樣。在這些情況下,我們可能需要想出一些新主意。

這時我們可以轉向專門的大腦系統,它們依賴於神經元網絡的噪音性。當我們在目標上感到沮喪時,大腦前部——前額葉皮質和扣帶回——會記錄這一事實,並向腦幹地區發信號。這些地區之一就是——「藍點」——深藏在腦幹中的。這個區域的神經元在整個大腦中投射並釋放出去腎上腺素,表示我們目前的世界模型不再有效,增加興奮和警覺性,並將注意力集中在不穩定或不確定的地方。特別是,這可能是我們需要做不同事情的信號。

在大腦皮質中,一種可能行動或另一種行動的選項由一起活躍的神經元模式編碼。在任何情況下,競爭性集合在更大的神經元集中競爭。由於一起發火的神經元會更緊密地聯繫在一起,經常活躍的模式將更容易——它變得更可能落入該模式。它們磨成了習慣。

但是,這些系統必須靈活和能應對變化的條件。在可變的世界中,不僅僅鎖定做一件事,而且需要一點變化——至少保留探索其他可能性的範圍。因此,這些迴路具有一定程度的噪音性,處於所謂的臨界狀態——它們可以根據新信息或有時隨機地從一種模式轉移到另一種模式。來自藍點的去腎上腺素增加了這些大腦區域所有神經元的噪音性。這種「加熱」會搖動系統,允許它重新落入可能的新模式。

在機器學習中,這被稱為提高系統的「溫度」,這是一種為系統擺脫局部最佳但全局次佳狀態的知名方法。在我們自己的大腦中,它使我們能夠擴大思考選項的搜索空間——思考出箱。正如諾貝爾獎得主林納斯·鮑林所說:「產生好主意的最好方法是產生很多主意。」但是,你仍然需要一個系統來區分好壞。這些選項因此會提交給正常的評估系統,所以我們最終選擇我們真正要做的事情。

這種創造力機制類似於演化如何允許通過隨機變異探索新形式:通過隨機產生變異並對其進行選擇。免疫系統產生抗體也採用同樣的原則。在所有這些情況下,受控的隨機性被用作一種創造性資源,與強大的選擇濾鏡結合使用。更多的是試誤,而不是反過來。因此,即使我們選擇使用這種嘈雜的想法生成器來擴大我們的選項,我們最終的行動仍然很大程度上取決於我們自己。

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