新数学模型：大脑如何做出复杂决策？

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我们的大脑究竟如何运作？这个问题对科学家而言是一项迷人的挑战。如今，一项新研究通过复杂的数学模型，进一步为我们揭示大脑的内在运行原理。英国科学家表示，他们构建出了第一个“实际生物学数学模型”，它和大脑制定复杂决策的方式相匹配。

这个模型不仅能够预测行为，还可以预测实际的神经活动。它模拟人类大脑在决策制定过程中所经历的路径，以及我们从错误中吸取教训、为未来进行调整的方式。该团队的研究成果或许最终能够帮助我们更好地理解多种疾病，例如强迫症和帕金森病。

研究人员之一、哥伦比亚大学的Johannes Friedrich说道：

构建这类模型是很困难的，因为模型必须在过程中的任意已知点为所有可能决策进行计划制定，而计算方式必须在生物学上说得通。对人类和动物而言，决策制定能力是一项核心能力，因此这是理解大脑运作原理的一个重要部分。

研究人员对基于目标的决策(例如对日常通勤路线的封路做出反应)和基于习惯的决策(在无干扰的情况下，像往常一样通勤)进行研究。许多研究都曾探究过基于习惯的决策，而基于目标的决策的研究则更为困难，因为我们需要考虑许多变量。

研究人员写出了一个复杂的数学算法，并将它和实验数据进行比较。结果发现，它能够精确地捕捉行为选择的概率，并预测选择的逆转(这是复杂决策的特点)。该模型还展现出，当神经元网络以特定方式连接时，它将如何在任意给定情景下鉴别出最优决策和未来的累积回报。

该模型还为我们示范了，突触如何根据过去经验的有效或无效性进行调整并重塑。它的意义十分重大，这正是人类和动物身上每天都在发生的行为。研究人员发现，在基于目标的决策制定中，突触和连接着的神经元会根据行为选择和当前回报，将情景如何先后发生的知识嵌于脑海中。

我们也许能够将这个新算法应用于计算机中，用来解决相似任务。

本文译自 sciencealert，由 蛋花 编辑发布。

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