Hoe fouten ons helpen onszelf en de wereld effectief te bestuderen

Een boek van cognitief neurowetenschapper Stephen M. Fleming's "Metathinking" is gewijd aan zelfkennis. Het beschrijft de mechanismen die mensen helpen hun gedachten te ontdekken en erover na te denken. Fleming legt uit waarom we het soms gemakkelijker vinden om een ​​vreemde te geloven dan onze eigen jeugdherinneringen. beschrijft wat er met de hersenen gebeurt als we het proberen, maar we kunnen ons geen woord herinneren, en raakt aan anderen interessante onderwerpen.

Met toestemming van Individuum publiceren we een verkort fragment uit het hoofdstuk "Zelfcontrole-algoritmen" over waarom een ​​mens zich niet kan ontwikkelen als hij geen fouten maakt.

---

Een van de eerste onderzoeken naar hoe we onze eigen fouten herkennen, werd in de jaren zestig gedaan door psycholoog Patrick Rabbitt. Hij bedacht een complex eentonig een taak waarbij proefpersonen op knoppen moesten drukken als reactie op een reeks cijfers. De taak zelf deed er echter niet zoveel toe. De truc was dat de proefpersonen werd gevraagd op een aparte knop te drukken als ze merkten dat ze een fout hadden gemaakt. Rabbitt heeft nauwkeurig gemeten hoe lang het duurde om op deze knop te drukken en ontdekte dat mensen hun eigen fouten extreem snel kunnen corrigeren. Sterker nog, de proefpersonen beseften dat ze een fout hadden gemaakt, gemiddeld 40 milliseconden sneller dan dat ze reageerden op externe prikkels. Deze elegante en eenvoudige analyse bewees dat de hersenen in staat zijn om hun eigen fouten op te sporen en te detecteren door middel van efficiënte interne berekeningen, onafhankelijk van signalen van de buitenwereld.

Een snel proces van het vinden van bugs kan leiden tot een even snelle oplossing.

Bij het nemen van een simpele beslissing of deze of gene stimulus tot categorie A of B behoort, na tientallen milliseconden na het indrukken van de verkeerde knop, beginnen de spieren die het juiste antwoord beheersen samen te trekken, in een poging de fout te corrigeren. En als corrigerende processen snel genoeg plaatsvinden, kunnen ze dit zelfs voorkomen. Bijvoorbeeld tegen de tijd dat de spieren samentrekken om op de knop te drukken en te sturen gedachteloos bericht, Wij we hebben tijd aanvullend bewijs verkrijgen van het mislukken van deze onderneming en op het laatste moment afzien van een fatale muisklik.

Tientallen jaren na het experiment van Rabbitt begonnen wetenschappers hersenprocessen te ontdekken die het opsporen van interne fouten bevorderen. Tijdens het werken aan zijn proefschrift, gepubliceerd in 1992, schreef psycholoog William Gering elektro-encefalogrammen (EEG) van deelnemers aan één experiment die complexe taken uitvoerden. Een EEG maakt gebruik van een netwerk van kleine elektroden die niet-invasief veranderingen in het elektrische veld detecteert die worden veroorzaakt door de gecombineerde activiteit van duizenden neuronen in de hersenen. Hering ontdekte dat minder dan 100 milliseconden na het maken van een fout een speciale golf in de hersenen verschijnt. De snelheid van deze reactie helpt verklaren wat Rabbitt ontdekte, namelijk het vermogen van mensen om snel te zijn realiserendat ze een fout hebben gemaakt, nog voordat ze erover zijn ingelicht.

Deze hersenactiviteit is bekend geworden als foutgerelateerde negativiteit, of ERN, waarnaar moderne psychologen liefkozend verwijzen als de "Verdomme!"-reactie.

Tegenwoordig weten we dat deze reactie optreedt als gevolg van fouten bij het uitvoeren van een breed scala aan taken (van persen knoppen tot hardop lezen) en wordt gegenereerd door het hersengebied in het midden van de frontale kwab, de dorsale zone van de voorste cingulaire cortex. Dit veelzeggende neurale bewijs van zelfcontrole wordt al vroeg gevonden. ontwikkeling persoon. In één experiment kregen baby's van 12 maanden oud verschillende afbeeldingen op een computerscherm te zien terwijl ze hun oogbewegingen registreerden. Soms kregen ze een menselijk gezicht te zien en als de baby's er rechtstreeks naar keken, werden ze beloond met muziek en knipperende gekleurde lichten. Als het kind niet naar de afbeelding van het gezicht keek, werd dit in de context van het experiment als een vergissing beschouwd - hij voerde geen actie uit waarvoor hij een beloning zou hebben ontvangen. In dergelijke gevallen weerspiegelden EEG-opnamen duidelijk NSO, zelfs als de reactie dat was enigszins laat vergeleken met volwassenen.

NSO kan worden beschouwd als een speciaal geval van het "predictive error"-signaal. De naam "voorspellende fouten" spreekt voor zich: het zijn fouten in onze voorspellingen van de toekomst, die ook een belangrijk onderdeel zijn van algoritmen die helpen om de wereld effectief te bestuderen. Om te begrijpen hoe voorspellende fouten ons hierbij helpen, stelt u zich voor dat er een nieuwe coffeeshop wordt geopend in de buurt van uw kantoor. Je weet nog steeds niet hoe goed het is, maar de eigenaren hebben ervoor gezorgd dat ze een eersteklas koffiezetapparaat hebben gekocht en een geweldige sfeer hebben gecreëerd. Je hebt hoge verwachtingen - daar ga je vanuit koffie zal goed zijn, hoewel ze het nog niet hebben gedronken. Eindelijk probeer je het voor het eerst en ontdek je dat het niet alleen goed is - je hebt al lang niet meer zo'n heerlijke espresso gedronken. Omdat de koffie je verwachtingen overtrof, werk je je schatting bij en wordt de coffeeshop je nieuwe favoriete stop op weg naar je werk.

Stel je nu voor dat er enkele weken zijn verstreken. De barista's zijn ontspannen en de koffie is niet meer zo goed als vroeger. Het kan nog steeds goed zijn, maar gezien uw verhoogde verwachtingen, ziet u wat er gebeurt als een negatieve fout in uw voorspelling en raakt u misschien nog meer teleurgesteld.

Het vermogen om voorspellingen te doen en bij te werken, is afhankelijk van een bekende chemische stof in de hersenen, dopamine genaamd.

Dopamine is niet alleen beroemd, maar wordt ook vaak verkeerd begrepen - in de populaire media wordt het het "plezierhormoon" genoemd. Het is waar dat dopamine niveaus stijgt van wat we leuk vinden: geld, eten, seks enzovoort. Het idee dat dopamine alleen maar de lonende aard van de ervaring aangeeft, is echter misleidend. In de jaren negentig voerde neurowetenschapper Wolfram Schultz een experiment uit dat een klassieker is geworden. Hij registreerde bij apen signalen die door middenhersencellen werden verzonden die dopamine produceren en afleveren aan andere delen van de hersenen. Schultz leerde de apen dat ze na het aansteken van het licht in de kamer wat sap kregen. Aanvankelijk reageerden dopaminecellen op het sap, wat in overeenstemming was met de pleziertheorie. Maar na verloop van tijd begonnen de dieren te begrijpen dat het aandoen van het licht altijd voorafgaat aan het sap - ze leerden genot te verwachten - en de dopamine-respons verdwenen.

Een elegante uitleg van het dopamine-responspatroon hierin experimenten is dat het de hersenen hielp bij het opsporen van fouten in apenvoorspellingen. In het begin was sap een verrassing voor de apen, net zoals goede koffie op een nieuwe plek een verrassing voor jou was. Maar na verloop van tijd begonnen de apen sap te verwachten elke keer dat de lichten aangingen, net zoals we goede koffie verwachten elke keer dat we een coffeeshop binnenlopen. Bijna gelijktijdig met de experimenten van Schulz, computationele neurowetenschappers Peter Diane en Reed Montague werkte aan de ontwikkeling van een klassieke psychologische theorie van leren door te proberen en fouten.

Volgens deze beroemde theorie, het Rescorla-Wagner-model, vindt leren alleen plaats als gebeurtenissen onverwacht zijn.

Zelfs intuïtief is dit begrijpelijk: als de koffie van vandaag hetzelfde is als gisteren, hoeven we de beoordeling die we de coffeeshop hebben gegeven niet te veranderen. Je hoeft niets te leren. Diane en Montagu toonden aan dat varianten van dit algoritme uitstekend overeenkomen met de respons van dopamine neuronen. Kort na de publicatie van het werk van Schulz en Diane en Montague onthulde een reeks onderzoeken door mijn voormalige supervisor, Ray Dolan, dat de reactie neuronen in gebieden van het menselijk brein die een dopaminesignaal ontvangen, komt volledig overeen met wat er gebeurt wanneer een voorspellend signaal wordt ontvangen. fout. Deze onderzoeken hebben aangetoond dat voorspellende fouten worden berekend en gebruikt om onze perceptie van de wereld bij te werken leugen in de kern van hoe de hersenen werken.

Gewapend met een goed begrip van voorspellende fouten, beginnen we in te zien hoe belangrijk dergelijke berekeningen zijn voor zelfcontrole. Soms krijgen we direct positieve of negatieve feedback over onze activiteiten − bijvoorbeeld als we een schoolopdracht maken of erachter komen dat we een persoonlijk record hebben gebroken op een halve marathon afstanden. Maar op veel gebieden van het dagelijks leven is feedback mogelijk minder opvallend of helemaal niet aanwezig. Het is daarom redelijk om aan te nemen dat de NSO een intern signaal afgeeft beloning Of beter gezegd, de afwezigheid ervan. Het drukt het verschil uit tussen wat we verwachtten (het is ons gelukt) en wat er werkelijk is gebeurd (er is een fout opgetreden).

Stel je voor dat je aan de piano gaat zitten om een ​​simpele melodie te spelen. Elke noot heeft zijn eigen geluid, maar het zou vreemd zijn om te zeggen dat de ene "beter" of "slechter" is dan de andere. Alleen gespeeld, is A niet beter dan een G-sharp. Maar in de context van de melodie die het Pianoconcert in a van Edvard Grieg opent, zal de abusievelijk gespeelde G-sharp in plaats van A de luisteraars doen huiveren. Zelfs als er geen externe feedback is, is het fout opmerking is een fout tegen de achtergrond van de verwachte uitvoering. Het volgen van dergelijke fouten, de hersenen kan waarderenof hij goed of slecht presteert, zelfs als er geen expliciete feedback is.

Per definitie gebeuren fouten meestal niet wanneer we ze verwachten, anders zouden we ze misschien kunnen voorkomen.

Dit kenmerk van menselijke fouten wordt gebruikt voor een komisch effect in een van mijn favoriete schetsen uit "Snelle show". Zijn personage, Old Man Unlucky Alf, draait zich naar de camera en zegt met een dik Noord-Engels accent: 'Zie je dat daar? Ze graven een verdomd groot gat aan het einde van de weg. Met mijn geluk zal ik er zeker in vallen." We kijken gespannen toe terwijl hij langzaam over de weg dwaalt, totdat er plotseling een sterke windvlaag opsteekt en hem in een gat blaast. Paraatheid, vooruitziendheid en toch de onvermijdelijkheid van een ramp - dat is wat deze schets grappig maakt. We zijn verrast door fouten, juist omdat we ze niet verwachten, en, zoals Homerus Simpson, uitroepen "D'auw!", al met een feit geconfronteerd.

Een effectieve manier om aan zelfcontrole te doen, is dus om voorspellingen te doen over hoe we het goed doen en om te zien of we het goed doen.

Het boek "Metathinking" zal helpen begrijpen hoe de menselijke geest werkt vanuit het oogpunt van neurowetenschappen. Het is nuttig voor diegenen die zichzelf en anderen beter willen leren begrijpen.

Koop een boek