研究人员了解了大脑为什么会犯错

卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)进行的一项研究调查了在学习行为中大脑的神经活动，发现大脑之所以会犯错，是因为它应用了关于世界如何运作的错误的内部信念或内部模型。研究表明，当大脑犯错时，它实际上认为自己做出了正确的决定——它的神经信号与它的内在信念相一致，但与现实世界中发生的事情并不一致。

“我们的大脑一直试图预测世界是如何运作的。当我们与世界互动时，我们通过经验和学习建立内部模型来做到这一点，”生物医学工程系和认知神经基础中心的助理教授Steven Chase说。“然而，目前还无法追踪这些内部模型是如何影响即时行为决策的。”

研究人员利用脑机接口进行了一项实验，这种设备能让大脑仅通过思考就控制电脑光标。通过研究大脑的活动，研究人员可以看到大脑是如何认为一个行为应该被执行的。研究人员报告说，大多数错误是由于被试的内部模型与现实之间的不匹配造成的。此外，他们发现，在学习过程中，内部模型会重新调整以更好地适应现实。“据我们所知，这是迄今为止已经确定的对大脑内部信念最详细的描述，”电子与计算机工程系和生物医学工程系的副教授Byron Yu说。

本研究结果具有广泛的应用价值。值得注意的是，该研究结果有可能改善目前帮助瘫痪患者和截肢者的脑机接口的性能和可靠性。在更基础的层面上，研究结果可以让我们了解大脑如何学习:例如，我们如何获得知识或发展新技能。因为这项研究可以更好地理解大脑为什么会犯错，所以研究结果也可以成为提高我们学习执行新任务的有力工具。“例如，一名医生可能正在尝试学习如何使用一种新的机器人手术设备，”电子与计算机工程系的博士后马修·戈ub解释说。“如果你能拍下医生认为该设备工作方式的快照，你就能识别他或她的内部模型不匹配，并更有效地培训医生使用该设备。”

这项研究今天发表在eLife，是卡内基梅隆大学的一部分BrainHub，这是一项大学倡议，重点是如何结构和活动的大脑导致复杂的行为。这支队伍包括Golub、Yu和Chase。研究经费由国家儿童健康和人类发展研究所、PA健康研究部门和国家科学基金会综合研究生教育和研究培训计划(IGERT)提供。

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