杨天明：透过游戏探索大脑复杂决策机制

2023-08-17 12:59:22 来源：中国科学报收藏

【资料图】

“大脑是如何解决复杂问题的？这是个复杂的问题。”在中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心研究员杨天明及其团队最新研究中，他们选择了通过游戏来研究大脑决策。因为玩游戏的过程中，大脑需要综合运用各种认知的功能来解决复杂的问题，而且游戏人为可控，方便控制实验的变量。

“目前的技术还做不到观察人脑，于是我选择了学术界最常见的实验动物之一——猕猴作为实验对象。”8月12日，杨天明在广州市海珠区做客“格致论道·湾区第24期”时表示，要了解大脑如何解决问题，就得观察大脑的神经元活动。聪明的猕猴大脑在结构和功能上与人脑有较高的相似度，研究结果往往可以类推到人类。

杨天明演讲。雷锦萍供图

如何教会猕猴玩游戏？杨天明团队挑选了一款经典的《吃豆人》游戏，游戏者通过吃掉迷宫里的豆子，躲避红鬼和黄鬼来获得分数。吃豆、躲鬼的概念和猕猴在自然环境中的觅食和躲避天敌是相似的，所以猕猴也更容易理解游戏的基本概念。但教猕猴玩游戏并不容易，杨天明团队花了一年多的时间，从易到难引导猕猴学会玩游戏。

“我们发现，猕猴不仅掌握了简单的游戏规则，当游戏中出行豆子和鬼同时存在的复杂情形时，猕猴会在大脑中进行策略衡量，选取一个简化的策略据此来控制游戏手柄。”杨天明表示，在某些情况下，猕猴还会把一系列策略串联在一起，规划出组合策略来进行游戏。可以看出，猕猴具有层级化决策方式，通过组合策略到选择简单策略再到具体的运动抉择来进行游戏。

杨天明还征集一些志愿者参与同样的游戏实验，发现人的层级化决策结构普遍比猕猴层次更多更复杂，并且玩得越好，层级化结构也越复杂。此外，他们在猕猴进行游戏的时候记录了大脑神经元的活性，发现猕猴在进行抉择的时候，大脑前额叶会被激活，处理越高级、越复杂的决策层级的神经元，位于越靠前的前额叶子区。

“这些研究工作能帮助理解大脑如何应对复杂的决策问题，有助于一些与决策缺陷相关的精神类疾病的诊疗，以及对开发高效、灵活、通用、智能的人工智能系统提供了重要的启发。”杨天明说。

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