Новые исследования ученых показывают, что мы можем решать абстрактные задачи так же, как мы можем найти новый маршрут между двумя известными местами — с помощью внутренней когнитивной карты.
Люди и животные обладают прекрасной способностью решать новые проблемы, обобщая существующие знания и находя новые решения на основе ограниченных данных. Добиться этого с помощью искусственного интеллекта намного сложнее.
Животные (в том числе люди) перемещаются, создавая в своей голове репрезентативную карту внешнего мира. Как только мы узнаем, что два места находятся близко друг к другу, мы можем сделать вывод, что между ними есть ярлык, даже если мы там не были. Эти карты используют сеть «ячеек сетки» и «ячеек места» в частях мозга.
В более ранней работе профессор Эри Бурман, постдокторский исследователь Сонмин (Алекс) Парк, Дуглас Миллер и его коллеги показали, что люди-добровольцы могут построить аналогичную когнитивную карту для абстрактной информации. Добровольцам была предоставлена ограниченная информация о людях в двумерной социальной сети, ранжированная по относительной компетентности и популярности. Исследователи обнаружили, что добровольцы могут мысленно реконструировать эту сеть, представленную в виде сетки, не видя оригинала.
Новая работа продвигает исследования дальше, проверяя, действительно ли люди могут использовать такую карту, чтобы найти ответы на новые проблемы.
Содержание
Сватовство предпринимателей
Как и раньше, волонтеры узнали о 16 людях, которые, как им сказали, были предпринимателями, ранжированными по осям компетентности и популярности. Они никогда не видели полную сетку, только сравнения между парами.
Затем их попросили выбрать деловых партнеров для индивидуальных предпринимателей, которые максимально увеличили бы потенциал роста бизнеса, который они начали вместе. Предполагалось, что к предпринимателю с высоким уровнем компетентности, но низкой популярностью будет добавлен предприниматель с более высоким показателем популярности.
«Например, что лучше было бы Марку Цукербергу сотрудничать с Биллом Гейтсом или Ричардом Брэнсоном?» — сказал Бурман. (В реальном эксперименте не использовались реальные люди.)
Пока добровольцы выполняли задачу принятия решения, исследователи сканировали их мозг с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии или фМРТ.
По словам Бурмана, если добровольцы использовали ячейки сетки внутри своей головы, чтобы вывести ответ, это должно быть измерено с помощью индивидуального подхода к анализу, применяемого к сигналу фМРТ.
«Оказывается, система в мозгу показывает, что сигнатуры этих траекторий вычисляются на лету», — сказал он. «Похоже, они используют когнитивную карту».
Вычислительные решения на лету
Другими словами, мы можем взять слабо связанную или фрагментарную информацию, собрать ее в мысленную карту и использовать ее для вывода решений новых проблем.
Ученые считают, что мозг принимает решения, вычисляя ценность каждого выбора в единой валюте, что позволяет сравнивать их в одном измерении, сказал Парк. Например, люди обычно выбирают вино A, а не вино B, исходя из цены, но мы знаем, что наши предпочтения могут быть изменены в зависимости от того, какая еда будет сочетаться с вином.
«Наше исследование предполагает, что человеческий мозг не имеет винной карты с фиксированными значениями, но помещает вина в абстрактное многомерное пространство, что позволяет гибко вычислять новые значения решений в соответствии с текущим спросом», — сказал он.
По словам Бурмана, когнитивная карта позволяет производить вычисления на лету с ограниченной информацией.
«Это полезно, когда решения новы», — сказал он. «Это совершенно новая основа для понимания процесса принятия решений».
У грызунов навигационная карта расположена в энторинальной коре, «ранней» части мозга. Когнитивная карта человека распространяется на другие части мозга, включая префронтальную кору и заднюю медиальную кору. Эти области мозга являются частью сети режима по умолчанию, большой «постоянно включенной» сети мозга, задействованной в автобиографической памяти, воображении, планировании и теории разума.
Работа опубликована 31 августа в журнале Nature Neuroscience .
