一分钱,愚蠢的决定,神经元的发射解释

英国人用一种精妙的方式来形容那些为购买优质冰淇淋而花了20美分,却为一个更高档的房子多花了5,000美元的人:精打细算和愚蠢的人。

现在,一项新的研究表明,一分钱明智和笨拙的愚蠢并不仅仅是判断失误,而是取决于我们的大脑如何计算价值各异的物品的价值。

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现,当猴子面临两种选择之间的选择时,大脑中激活的神经元的放电会进行调整,以反映这一决定的严峻性。研究人员说,这种方法可以解释为什么同一个人一眼能看到20美分,而下一刻又能看到5,000美元。

高级作者说:“每个人都认可这种行为,因为每个人都这样做。” Camillo Padoa-Schioppa博士, 神经科学,经济学和生物医学工程副教授。 “本文解释了这些判断的起源。同一条神经回路是决策的基础,决策范围从几美元到数十万美元不等。我们发现,一个适应值范围的系统可以确保最大的回报。”

该研究可在《自然通讯》中在线获得。

当您正在考虑要点一勺香草冰淇淋还是草莓冰淇淋时,正好在眼睛上方的一部分大脑非常忙。脑部扫描显示,随着人们权衡选择权,流向大脑额叶额叶皮层的大脑区域的血液流动会增加。

当猴子面临选择时,大脑这一部分的神经元也会活跃。当动物试图在一小口苹果汁或葡萄汁之间做出决定时,其眶额皮质中的两组神经元会发出电脉冲。一套反映了猴子想要苹果汁的多少;另一组与动物对葡萄汁的兴趣相对应。神经元发射的速度越快,猴子对该选项的重视程度就越高。

研究人员说,随着人们做出决定,类似的过程可能也会发生。但是,当一个人停止思考冰淇淋并开始思考房屋时,射击率会怎样?一所房子的价值可能比一杯冰淇淋贵几十万倍,但神经元发出脉冲的速度却不能快十万倍。他们的射击速度最高可达每秒约500个峰值。

为了找出神经元如何处理不同的值,Padoa-Schioppa和他的同事们反复给猴子一个选择,可以选择两种果汁,范围为0至2滴。休息片刻后,以0至10滴的范围提供相同的两种果汁。研究人员记录了猴子做出选择时哪些神经元处于活动状态,以及它们发射的速度。

研究人员发现,在两次训练之间神经元的放电频率会重新设置。在第一阶段中,最大燃烧速率对应于两滴果汁的选择,在第二阶段中,其对应于十滴果汁。换句话说,当范围狭窄时,神经元发射速度的相同变化对应于值的精细区别,而范围广时则对应于粗略的区别。

Padoa-Schioppa说:“随着我们适应大价值,我们失去了考虑较小价值的能力。” “这就是为什么推销员在购买汽车时会尽力向您推销升级产品的原因。如果您已经在汽车上花费了20,000美元,那么在收音机上花费100美元似乎没什么大不了的。但是,如果您已经有汽车,并且打算花100美元购买一台收音机,那么突然间,这似乎很多。他们知道人们以后不会再来买收音机了。”

尽管拥有适应性强的神经元可以使我们有效地购买从杂货到汽车再到房屋等各种价值不菲的物品,但它的确引入了理论上的怪癖:只需调整每个选项的范围,就可以改变某人的喜好。例如,通过提供种类繁多的苹果汁和少量的葡萄汁,研究人员可以使一滴苹果汁看起来比一滴葡萄汁价值低,从而说服喜欢苹果的猴子选择葡萄汁。

但是,当他们改变果汁的范围时,研究人员发现猴子并没有因此而倒下。喜欢苹果的猴子继续选择苹果汁。

研究人员得出结论,在两种果汁之间做出选择并不是比较苹果汁神经元的放电速率与葡萄汁神经元的放电速率的简单问题。取而代之的是,与每个选项挂钩的神经元会馈入神经回路,以处理数据并校正比例差异。

该系统经过优化,可以做出最佳选择-即使在高端丢失了一些细节,该系统也可以反映出对广泛价值的真实偏好。

“这是一个难题:大脑如何处理这种巨大的变异性?”帕多瓦-斯基奥帕说。 “我们证明,具有自适应功能并对其进行校正的电路可以确保最大的收益。这些发现对于理解人们为什么做出他们做出选择具有启示意义。看起来似乎是不合逻辑的行为是神经学上的原因。”



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