Hur misstag hjälper oss att effektivt studera oss själva och världen

En bok av kognitiva neuroforskaren Stephen M. Flemings "Metathinking" ägnas åt självkännedom. Den beskriver de mekanismer som hjälper människor att upptäcka och reflektera över sina tankar. Fleming förklarar varför vi ibland har lättare att tro på en främling än våra egna barndomsminnen. beskriver vad som händer med hjärnan när vi försöker men inte kommer ihåg ett ord, och berör andra intressanta ämnen.

Med tillstånd av Individuum publicerar vi ett förkortat utdrag ur kapitlet "Självkontrollalgoritmer" om varför en person inte kunde utvecklas om han inte gjorde misstag.

---

En av de första studierna om hur vi upptäcker våra egna misstag gjordes av psykologen Patrick Rabbitt på 1960-talet. Han kom på ett komplex monoton en uppgift där försökspersoner var tvungna att trycka på knappar som svar på en sekvens av siffror. Själva uppgiften spelade dock inte så stor roll. Tricket var att försökspersonerna ombads trycka på en separat knapp om de märkte att de hade gjort ett misstag. Rabbitt mätte noggrant tiden det tog att trycka på den här knappen och fann att människor kan korrigera sina egna misstag extremt snabbt. Faktum är att försökspersonerna insåg att de hade gjort ett misstag, i genomsnitt 40 millisekunder snabbare än de reagerade på yttre stimuli. Denna eleganta och enkla analys visade att hjärnan kan spåra och upptäcka sina egna fel genom effektiva interna beräkningar oberoende av signaler från omvärlden.

En snabb process för att hitta buggar kan leda till en lika snabb fix.

När du fattar ett enkelt beslut om huruvida den eller den stimulansen tillhör kategori A eller B, efter tiotals millisekunder efter att ha tryckt på fel knapp börjar musklerna som kontrollerar det korrekta svaret dra ihop sig och försöker rätta till misstaget. Och om korrigerande processer sker tillräckligt snabbt kan de till och med förhindra det. Till exempel, när musklerna drar ihop sig för att trycka på knappen och skicka tanklöst budskap, Vi vi har tid skaffa ytterligare bevis på misslyckandet i detta företag och i sista stund avstå från ett dödligt musklick.

Årtionden efter Rabbitts experiment började forskare upptäcka hjärnprocesser som främjar inre felsökning. Medan han arbetade på sin doktorsavhandling, publicerad 1992, skrev psykologen William Gering elektroencefalogram (EEG) av deltagare i ett experiment som utförde komplexa uppgifter. Ett EEG använder ett nätverk av små elektroder som icke-invasivt upptäcker förändringar i det elektriska fältet som orsakas av den kombinerade aktiviteten av tusentals neuroner i hjärnan. Hering upptäckte att mindre än 100 millisekunder efter att ha gjort ett misstag, dyker en speciell våg upp i hjärnan. Hastigheten på denna reaktion hjälper till att förklara vad Rabbitt upptäckte, nämligen människors förmåga att snabbt inseatt de har gjort ett misstag, redan innan de fått besked om det.

Denna hjärnaktivitet har kommit att kallas felrelaterad negativitet, eller ERN, som moderna psykologer kärleksfullt refererar till som "Fan!"-svaret.

Idag vet vi att denna reaktion uppstår som ett resultat av fel i utförandet av en mängd olika uppgifter (från att trycka på knappar tills man läser högt) och genereras av hjärnområdet som ligger i mitten av frontalloben, den främre dorsala zonen cingulat cortex. Detta talande neurala bevis på självövervakning hittas tidigt. utveckling person. I ett experiment visades 12 månader gamla bebisar olika bilder på en datorskärm medan de registrerade deras ögonrörelser. Ibland visades de ett mänskligt ansikte, och om bebisarna tittade direkt på det belönades de med musik och blinkande färgade lampor. Om barnet inte tittade på bilden av ansiktet ansågs detta i samband med experimentet vara ett misstag - han utförde inte en handling som han skulle ha fått en belöning för. I sådana fall återspeglade EEG-inspelningar tydligt NSO, även om reaktionen var det något försenat jämfört med vuxna.

NSO kan betraktas som ett specialfall av signalen "prediktivt fel". Namnet "prediktiva fel" är självförklarande: de är fel i våra förutsägelser om framtiden, som också är en nyckelkomponent i algoritmer som hjälper till att effektivt studera världen. För att förstå hur prediktiva fel hjälper oss med detta, föreställ dig att ett nytt kafé öppnar nära ditt kontor. Man vet fortfarande inte hur bra den är, men dess ägare såg till att köpa en förstklassig kaffemaskin och skapa en härlig atmosfär. Du har höga förväntningar - du antar det kaffe kommer att bli bra, även om de inte har druckit det än. Äntligen provar du det för första gången och får reda på att det inte bara är gott – du har inte druckit en så underbar espresso på länge. Eftersom kaffet överträffade dina förväntningar uppdaterar du din uppskattning och fiket blir ditt nya favoritstopp på vägen till jobbet.

Tänk dig nu att flera veckor har gått. Baristorna har slappnat av och kaffet är inte lika gott som det brukade vara. Det kan fortfarande vara bra, men med tanke på dina ökade förväntningar så uppfattar du det som händer som ett negativt fel i din förutsägelse och kan bli ännu mer besviken.

Förmågan att göra och uppdatera förutsägelser beror på en välkänd hjärnkemikalie som kallas dopamin.

Dopamin är inte bara känt, utan ofta missuppfattat – i populärmedia kallas det för "lusthormonet". Det är sant att dopaminnivåerna stiger från vad vi gillar: pengar, mat, sex och så vidare. Men föreställningen att dopamin bara signalerar upplevelsens givande karaktär är missvisande. På 1990-talet genomförde neuroforskaren Wolfram Schultz ett experiment som har blivit en klassiker. Han registrerade i apor signaler som skickades av mellanhjärnans celler som producerar dopamin och levererar det till andra delar av hjärnan. Schultz lärde aporna att de fick lite juice efter att ha tänt ljuset i rummet. Till en början reagerade dopaminceller på juicen, vilket var förenligt med njutningsteorin. Men med tiden började djuren förstå att tändning av ljuset alltid föregår juicen - de lärde sig att förvänta sig njutning - och dopaminsvaret försvann.

En elegant förklaring av dopaminsvarsmönstret i dessa experiment är att det hjälpte hjärnan att spåra fel i apors förutsägelser. Till en början var juice en överraskning för aporna, precis som gott kaffe på en ny plats var en överraskning för dig. Men med tiden började aporna förvänta sig juice varje gång lamporna tändes, precis som vi förväntar oss gott kaffe varje gång vi går in på ett kafé. Nästan samtidigt med Schulz experiment, beräkningsneuroforskare Peter Diane och Reed Montague arbetade med utvecklingen av en klassisk psykologisk teori om lärande genom försök och fel.

Enligt denna berömda teori, Rescorla-Wagner-modellen, sker inlärning endast om händelser är oväntade.

Detta är förståeligt även intuitivt: om dagens kaffe är detsamma som igår behöver vi inte ändra betyget som vi gav kaféet. Du behöver inte lära dig något. Diane och Montagu visade att varianter av denna algoritm är i utmärkt överensstämmelse med svaret av dopamin neuroner. Kort efter publiceringen av Schulz och Diane och Montagues arbete avslöjade en serie studier av min tidigare handledare, Ray Dolan, att reaktionen neuroner i områden av den mänskliga hjärnan som tar emot en dopaminsignal är helt överensstämmande med vad som händer när en prediktiv signal tas emot. fel. Dessa studier har visat att beräkna prediktiva fel och använda dem för att uppdatera vår uppfattning om världen lögn kärnan i hur hjärnan fungerar.

Beväpnade med en förståelse för prediktiva fel börjar vi se hur viktiga sådana beräkningar är för egenkontroll. Ibland får vi direkt positiv eller negativ feedback om våra aktiviteter − till exempel när vi slutför en skoluppgift eller får reda på att vi slog ett personligt rekord på en halvmara avstånd. Men på många områden i det dagliga livet kan feedback vara mindre märkbar eller obefintlig. Därför är det rimligt att anse att NSO reflekterar en intern signal om ersättning Eller, rättare sagt, dess frånvaro. Det uttrycker skillnaden mellan vad vi förväntade oss (vi lyckades) och vad som faktiskt hände (ett fel inträffade).

Föreställ dig att du sätter dig vid pianot för att spela en enkel melodi. Varje ton har sitt eget ljud, men det skulle vara konstigt att säga att en av dem är "bättre" eller "sämre" än den andra. Spelad ensam är A inte bättre än en G-sharp. Men i samband med melodin som inleder Pianokonserten i a-moll av Edvard Grieg kommer den felaktigt spelade g-skarpen istället för A att få lyssnarna att rysa. Även om det inte finns någon extern feedback, fel notera är ett fel mot bakgrund av det förväntade utförandet. Spåra sådana fel, hjärnan kan uppskattaom han presterar bra eller dåligt, även i frånvaro av explicit feedback.

Per definition händer oftast inte misstag när vi förväntar oss att de gör det, annars kanske vi kan förhindra dem.

Denna funktion av mänskliga misstag används för komisk effekt i en av mina favoritskisser från "Fast Show". Hans karaktär, Old Man Unlucky Alf, vänder sig mot kameran och säger med en tjock nordengelsk accent: "Ser du det där borta? De gräver ett jävligt stort hål i slutet av vägen. Med min tur är jag säker på att jag kommer att falla in i det." Vi tittar spänt när han sakta vandrar längs vägen, tills plötsligt en kraftig vindpust kommer upp och blåser ner honom i ett hål. Beredskap, framförhållning och ändå katastrofens oundviklighet - det är det som gör den här sketchen rolig. Vi är förvånade över misstag just för att vi inte förväntar oss dem, och liksom Homer Simpson, utbrister "Oj!", redan konfronteras med ett faktum.

Ett effektivt sätt att göra egenkontroll är alltså att göra förutsägelser om hur vi mår bra och se om vi har det bra.

Boken "Metathinking" kommer att hjälpa till att förstå hur det mänskliga sinnet fungerar ur neurovetenskapens synvinkel. Det är användbart för dem som vill lära sig att bättre förstå sig själva och andra.

Köp en bok