Исследование MIT: почему мы экспериментируем, зная лучшее решение
Новое исследование Массачусетского технологического института (MIT) показывает, что люди и животные продолжают изучать различные подходы к решению задачи, даже после того как выучили наиболее эффективную стратегию. Эта неожиданная тенденция говорит о том, что у обоих видов есть врождённая тяга к поиску лучших решений, даже ценой совершения ненужных ошибок. Исследование, опубликованное в журнале Current Biology, подчёркивает роль поиска в принятии решений и имеет потенциальное значение для понимания когнитивной гибкости, аутизма и адаптивного обучения.
Почему мы продолжаем пробовать альтернативные варианты, даже если знаем правильный ответ?
Исследователи и публикация
Как сообщает MIT News, исследование проводилось под руководством Тудора Драгоя, аспиранта Бостонского университета, и старшего автора Мриганки Сур, профессора Института обучения и памяти Пиковера при Массачусетском технологическом институте. Их исследование было опубликовано 18 февраля в журнале Current Biology, пополнив растущий массив работ о принятии решений и когнитивной гибкости.
Дизайн и участники исследования
Исследование было посвящено тому, как люди и мармозетки (или игрунки – небольшой вид приматов) делают предсказания о времени наступления событий. Для эксперимента были отобраны три человека и две обезьяны-мармозетки. Испытуемые были обучены выполнять простую задачу: наблюдать за появлением изображения на экране и как можно быстрее реагировать на его исчезновение. Люди кликали мышкой, а обезьянки касались планшета. Изображение оставалось на экране в течение разного времени в каждом испытании, заставляя участников принимать решения в доли секунды. При правильном ответе мармозетки получали сок, что подкрепляло их участие в задании.
Ход эксперимента и сбор данных
Исследователи построили эксперимент таким образом, что испытуемые должны были со временем научиться оптимальной стратегии реакции. Вначале и людям, и мармозеткам потребовалась определенная практика, чтобы выработать паттерн времени реакции. В ходе многочисленных испытаний они адаптировали свое поведение, чтобы реагировать как можно быстрее, но не преждевременно. Исследователи отслеживали время реакции на протяжении многих испытаний, наблюдая за тем, как испытуемые совершенствуют свои реакции.
Ключевым аспектом исследования было то, что даже после того, как участники, казалось бы, выучили наиболее эффективную стратегию реакции, они продолжали корректировать свои ответы в зависимости от времени предыдущего испытания. Если изображение быстро исчезало в одном раунде, участники реагировали быстрее в следующем. Если изображение длилось дольше, они немного колебались, прежде чем ответить. Эта неожиданная тенденция поведения была проанализирована с помощью математических моделей, чтобы подтвердить, что и на людей, и на мармозеток неизменно влияют предыдущие испытания.
Математическое моделирование и интерпретация
Чтобы убедиться в том, что наблюдаемое поведение не было случайным, исследователи использовали вычислительные модели для анализа моделей реагирования. Они применили “модель риска” – хорошо известную когнитивную схему, которая предсказывает склонность к реагированию на основе вероятности. Результаты показали четкую тенденцию: вместо того чтобы придерживаться фиксированной стратегии, участники продолжали изучать альтернативные варианты, даже ценой ошибок. Исследователи пришли к выводу, что эта постоянная корректировка не случайна, а скорее является врожденной когнитивной чертой, присущей как людям, так и животным.
Сравнение с предыдущими исследованиями
Это исследование основывается на результатах более ранних исследований, проведённых в той же лаборатории, которые показали, что мыши также проявляли подобное исследовательское поведение даже после того, как научились правильному подходу к задаче. Распространяя полученные результаты на приматов и людей, это исследование демонстрирует, что поиск альтернативного решения является фундаментальной характеристикой когнитивной гибкости, а не видовой особенностью.
Главное отличие от других исследований
Это исследование основывается на более ранних результатах, полученных в лаборатории Sur Lab Массачусетского технологического института, которая в 2023 году обнаружила, что мыши также отклоняются от заученных стратегий при выполнении когнитивных задач. Однако новое исследование расширяет эти выводы, демонстрируя такое же поведение у приматов и людей. В отличие от предыдущих исследований, в которых основное внимание уделялось механизмам обучения, это исследование позволяет предположить, что постоянный поиск – это фундаментальная черта всех видов, а не просто случайная ошибка.
Ключевые выводы исследования
1. Освоение наилучшей стратегии не останавливает изучение новых
Даже найдя наиболее эффективный способ выполнения задачи, и люди, и животные продолжают испытывать альтернативные варианты. Такое поведение говорит о том, что обучение – это не только поиск единственного решения, но и постоянная адаптация к возможным изменениям.
Пример: Шахматист может знать лучший первый ход, но всё равно экспериментировать с различными стратегиями, чтобы усовершенствовать свою игру.
2. Поиск новых стратегий может быть эволюционным преимуществом
Изменение подходов, даже если в этом нет необходимости, может помочь человеку подготовиться к будущей неопределённости. Окружающая среда не всегда предсказуема, и гибкость в принятии решений может оказаться полезной.
Пример: Человек, который обычно строго придерживается утреннего распорядка, может иногда ездить на работу другим маршрутом, открывая для себя короткую дорогу, которая становится полезной при интенсивном движении.
3. Краткосрочный опыт влияет на будущее поведение
Вместо того чтобы строго придерживаться оптимальной стратегии, и люди, и обезьяны корректировали свои реакции в зависимости от того, что произошло в последнем испытании. Это означает, что обучение связано не только с долговременной памятью, но и с непосредственным предшествующим опытом.
Пример: Если на определённом перекрестке водитель несколько раз проезжает на красный свет, он может начать снижать скорость в ожидании, даже если чаще всего свет загорается зеленым.
4. Когнитивная гибкость – общая черта людей и животных
Сходство в поведении людей и обезьян говорит о том, что поиск и адаптация – это глубоко укоренившиеся когнитивные процессы, а не просто проявления человеческого мышления.
Пример: Кошка, узнавшая, где хранится её еда, может продолжать исследовать другие места хранения, предвидя, что хозяин может перенести еду в другое место.
5. Исследование подтверждает роль мармозеток в изучении аутизма
Поскольку расстройства аутистического спектра (РАС) связаны с различиями в прогнозировании и адаптивности, это исследование дает ценное представление о том, как мармозетки могут послужить моделью для изучения РАС.
Пример: Понимание того, как мармозетки справляются с предугадыванием, может помочь исследователям найти новые способы поддержки людей с аутизмом в развитии более гибких когнитивных стратегий.
Результаты исследования свидетельствуют о том, что когнитивная гибкость – способность адаптироваться к новой информации – является фундаментальной частью того, как учатся и люди, и животные. Эта гибкость заключается не только в реагировании на изменения, но и в активном тестировании альтернатив, даже если в этом нет необходимости. Это может помочь в понимании таких заболеваний, как СДВГ, при которых люди часто ищут новые подходы, вместо того чтобы придерживаться привычного распорядка.
Значение для науки, медицины, образования и общества
1. Нейронаука и психология
Понимание того, почему люди и животные продолжают искать альтернативные пути, может изменить подход исследователей к изучению обучения, памяти и принятия решений. Это позволяет предположить, что мозг настроен на постоянную адаптацию, а не на жёсткую оптимизацию.
2. Медицина и исследования аутизма
Исследование подкрепляет использование мармозеток в качестве модели для изучения аутизма. Поскольку аутизм часто связан с различиями в прогнозировании событий, изучение мармозеток может привести к прорыву в понимании и лечении проблемы нарушения когнитивной гибкости у аутистов.
3. Стратегии образования и обучения
Учителя и воспитатели могут использовать эти выводы для разработки более эффективных методов обучения. Поощрение учащихся к поиску нескольких решений, даже после нахождения правильного ответа, может способствовать развитию творческих способностей и навыков решения проблем.
4. Инновации в сфере труда и бизнеса
В профессиональной сфере это исследование подтверждает идею о том, что инновации появляются благодаря постоянному поиску. Компании, которые поощряют сотрудников тестировать альтернативные подходы, а не строго следовать фиксированным методам, могут обнаружить более эффективные решения и стратегии.
Заключение
Исследование Массачусетского технологического института опровергает предположение о том, что обучение заканчивается, как только найдена оптимальная стратегия. Вместо этого люди и животные продолжают исследовать, искать лучшие альтернативы даже ценой случайных ошибок. Эта естественная склонность к поиску имеет большое значение для нейронаук, медицины, образования и инноваций. Понимание этой черты может помочь улучшить стратегии обучения, поддержать исследования аутизма и улучшить адаптивное принятие решений в различных областях. В конечном счете, исследование напоминает нам, что любопытство и гибкость имеют решающее значение для существования в постоянно меняющемся мире.
