BRAIN / BRAIN × AI20 SEP 2026
脑科学与AI124|还要不要再看一眼:AI 去补最没把握的那个选项,人更在意两边看得一样多
两个选项摆在面前,信息都不全。是再查一查,还是现在就定?要查的话,查哪一个?AI 里最常用的答案很干脆:哪个选项你了解得最少,就去看哪个。牛津大学拉什沃思团队 2026 年在《自然·神经科学》上的一篇技术报告,拿人的行为去对这个答案,结论是人不这么算。更有意思的是他们怎么得出这个结论:先让一个神经网络去拟合人的选择,再把网络学到的东西压回一个只有四个参数的公式。
AI 探索时按每个选项各自的不确定加分;人更像在比两边的证据是否对称:这边看多了,就想去看看那边。这个规律是让神经网络先学、再用符号回归翻译成公式才找出来的。
人怎么探索 01 比两边证据是否对称 |
怎么发现 02 网络拟合再压成公式 |
对照 AI 03 UCB 按单个选项记账 |
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一、问题:什么时候停止收集信息
十四世纪有个思想实验叫布里丹的驴:两堆一样好的干草摆在左右,驴选不出来,最后饿死了。它讲的是一个真问题:收集信息能让选择更准,但花时间、花精力,还会错过别的事。所以每一刻其实有两个决定:一是继续看还是现在选;二是如果继续看,接着看眼前这个,还是换去看另一个。注意力一次只能放在一处,第二个决定躲不掉。
实验是这样做的(D'Ambrogio、Grohn、Khalighinejad、Mattar、Hunt、Rushworth,2026):屏幕上有几片点,每片 100 个,每个点真实颜色是红或黑,任务是挑红点多的那一片。点一开始被盖住:绿盖子一次性揭开(5 到 30 个),灰盖子要把光标停在这一片上、每 150 毫秒揭一个。换去看另一片时,刚揭开的点会重新盖上,只能靠记忆。每轮 25 分钟、时间固定,在一题上看得太久,能做的题就少,奖励也少。20 个人在 7T 磁共振里做完了这个任务。
先看行为:人确实会因地制宜。一开始不确定的多(绿点少),就多看;两片红点数差得少(题难),也多看。这和按动态规划算出来的最优策略大方向一致。还有一片点被挡住、不能选,人知道它有多少没揭开,但这份不确定跟决定无关,人也确实没理它。
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二、三种算法:直线、UCB、让网络自己学
怎么给\"再看一眼值多少\"建模?作者摆了三个候选:
—直线:每多看一个点,这个选项值得再看的程度就减一点,减得一样多。—UCB:越看越不值得看,但递减。看第 1 个点收获大,看第 50 个点收获小。—神经网络:不预设形状,把任务状态(各片揭开了多少点、光标在哪、是不是第一次来)喂进去,让网络从人的选择里学\"再看一眼值多少\"。
第三种不是端到端地让网络直接预测按键,而是只替换模型里\"信息价值\"那一个零件,其他部分(怎么记忆衰减、怎么比较红点多少、最后用 softmax 在\"看这边、换那边、选这边、选那边\"四个动作里挑)仍是认知科学的老结构。作者管这叫混合模型:难写清的那块交给网络,写得清的那块留给理论。
结果是:留一人交叉验证下,混合网络模型对全部 20 个人都比直线和 UCB 拟合得好,而且和完全不讲结构、端到端的网络差不多。说明结构没有拖后腿,可预测的那部分都抓住了。
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三、网络学到了什么:两边一起看
把网络学到的函数画出来,差别一眼就看得出:
—直线和 UCB 里,\"继续看这边值多少\"只跟这边看了多少有关,跟那边几乎无关。—网络里,\"继续看这边值多少\"随这边看得多而下降,同时随那边看得多而上升。回归权重两边差不多大(这边 0.7,那边 0.6)。
再看一步的效果更直观:在这边多揭一个点,直线和 UCB 只让\"留下\"的价值降一点,\"换过去\"的价值不动;网络则同时让\"留下\"降、\"换过去\"升。于是人在一边看了一阵,会被推着去看另一边。
为了把这层意思变成人读得懂的东西,作者对训练好的网络做了符号回归:在数学表达式的空间里搜,找一个最像网络那条曲线的式子。网络有 7592 个可训练参数,找出来的式子只有 4 个:
—留下的价值 = β1 + exp(−|β2| × 这边已看 / 那边已看)—换过去的价值 = β3 + exp(−|β4| × log(2 × 那边已看) / 这边已看)
这四个参数各有一个心理学读法:β1 是注意力的惯性(本来就倾向接着看);β2 是看饱的速度;β3 是不看证据、随手换去看看的倾向;β4 是定向探索,这边看得越多,越想去看那边。关键在 β2 和 β4 一起动:变量是\"这边对那边\"的比例,不是这边单独的不确定。作者把这叫\"信息对称\":人在意的是两边证据攒得差不多,而不是把每个选项的不确定分别压到最低。
把这四个参数的式子装回模型,拟合几乎和网络一样好。再拿去预测另一批完全不同的数据(另一项研究里 89 个人做的双臂老虎机,反复在两个选项里选、拿积分),它也比 UCB 好;给 UCB 加上同样的基线项再比,仍然更好。
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四、脑里谁在算
7T 磁共振的分辨率到 1 毫米,扫描范围专门照顾中脑和脑干,同时看了五个神经调质的发源核团(多巴胺的腹侧被盖区和黑质、5-羟色胺的中缝背核、去甲肾上腺素的蓝斑、乙酰胆碱相关的腹侧隔核),加上前扣带皮层和前脑岛。
—前扣带和前脑岛跟踪网络算出的信息价值:\"换过去\"的价值越高,它们越活跃。—腹侧被盖区正向编码\"选\"的价值,反向编码\"看\"的价值。一个核团里两样相反,正好适合在\"继续看\"和\"现在选\"之间做仲裁。黑质的模式更像前扣带。—蓝斑、中缝背核、腹侧隔核没有找到显著关联。这值得记一笔:于和达扬 2005 年在《神经元》上提出过一个影响很大的理论,用乙酰胆碱和去甲肾上腺素分别对应\"预料之中\"和\"预料之外\"的不确定。这次在这个任务、这个灵敏度下没看到,不等于否定那个理论,但至少它们不是这里信息价值的主要读数。
拿四种算法的信息价值分别去解释血氧信号,网络版和四参数公式版都明显好过直线和 UCB;公式版和网络版之间的差距很小(效应量约 0.13)。
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五、对照 AI
一、UCB 是按\"单个选项\"记账的。奥尔、切萨-比安基、菲舍尔 2002 年在《机器学习》上给出的 UCB1,是今天多臂老虎机和很多搜索算法的底子:每个选项的分数 = 平均收益 + 一个探索加分,加分随这个选项被试的次数增加而缩小。AlphaGo Zero 一类的蒙特卡洛树搜索里,PUCT 的探索项也是这个形状:某个分支被走得越少,加分越多。它有好的理论保证:长期看,后悔值增长得很慢。
这篇的发现是:人并不这样记账。人的\"想去看那边\"不是看那边自己多不确定,而是看这边比那边看了多少。一种可能的理由(本系列的推测,论文没有检验):人只有一处注意力,一边的信息放久了还会忘,这时让两边保持差不多新鲜,比把每一边各自看透更划算。UCB 的设定里没有注意力切换成本,也没有遗忘,所以不需要这一项。
二、神经网络当\"理论发现器\",不是当答案。这一招不是这篇首创。彼得森、格里菲斯等 2021 年在《科学》上用一万多个风险选择题的人类数据训练网络,再拿网络当参照去改进经典的前景理论。乌德雷斯库和泰格马克 2020 年的 AI Feynman,用符号回归从数据里找回了上百个物理公式。这篇的做法是把两者接上:网络负责\"拟合得够好\",符号回归负责\"说得出是什么\",模型里能写清的部分仍用理论。
好处是,网络如果只给一个更高的拟合分,人学不到东西;压成四个参数以后,可以拿到别的任务、别的数据上去检验,也可以拿去对脑信号。这次两样都过了。
三、对今天的 AI 有什么用。搜索型的智能体(比如会自己上网查资料的研究助手)每一步都面对同一个问题:继续查,还是现在回答;查的话,查哪一个候选。现在常见的做法是设一个固定的步数或置信阈值,或者让模型自己判断\"够了没有\"。人的这条规律提示了另一种停法:盯着几个候选之间证据是否平衡,一边证据远多于另一边时,先去补那一边。它是否真能让 AI 更好,论文没有测,这是一个可以检验的想法,不是结论。
四、差别。UCB 的目标是长期收益最大,有数学证明;人的四参数公式是\"人实际怎么做\",不保证最优。人的做法在这个任务里接近动态规划算出的最优策略,但在别的情况下(比如两个选项一个明显差很多),\"平衡两边\"可能浪费时间。
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六、边界
—行为和脑成像都只有 20 个人;推广到另一份数据靠的是 89 人的老虎机任务,两种任务里\"看了多少\"的对应是作者定的映射。—磁共振测的是血氧信号,脑干小核团噪声大;蓝斑等核团\"没找到\"受灵敏度限制,不能读成\"不参与\"。—四参数公式是对一个网络的近似,网络又是对 20 个人的近似;它描述的是这个任务里的平均规律,不是脑里真的写着这条式子。—\"信息对称对 AI 搜索有用\"和\"为什么人会这样\"两处,是本系列的推测,论文没有检验。
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七、自测:合上文章回答
—UCB 和网络学到的函数,在\"这边多看一个点\"之后,变化有什么不同?
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八、三行,留着复习
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人怎么探索 不按单个选项的不确定,按两边证据是否对称;这边看多了就想看那边
怎么发现的 网络先拟合人的选择,符号回归压成四参数公式,换数据、对脑信号都过了
对照 AI UCB 按单个选项记账、无切换成本无遗忘;人有一处注意力,平衡两边更划算
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本篇是「脑科学 × AI」系列第124篇(2026-11-05),承接第120篇。核心研究是 D'Ambrogio 等 2026 年《自然·神经科学》技术报告:20 人 7T 磁共振 + 89 人老虎机数据推广。「人只有一处注意力且会遗忘,所以平衡两边更划算」和「信息对称可借给搜索型 AI 的停法」两处是本系列的推测,论文未检验;蓝斑等核团未见显著关联受成像灵敏度限制,不读成不参与。
阅读依据(2026-11-05 回查):D'Ambrogio, Grohn, Khalighinejad, Mattar, Hunt & Rushworth, Interpretable abstractions of artificial neural networks predict behavior and neural activity during human information gathering, Nat Neurosci 2026;29(8):2036–2047(PMID 42362882,开放获取全文);Auer, Cesa-Bianchi & Fischer, Finite-time analysis of the multiarmed bandit problem, Machine Learning 2002;47:235–256;Silver et al., Mastering the game of Go without human knowledge, Nature 2017(PUCT,凭通行写法,未逐字回查);Peterson, Bourgin, Agrawal, Reichman & Griffiths, Science 2021;372:1209–1214;Udrescu & Tegmark, AI Feynman, Sci Adv 2020;6:eaay2631;Yu & Dayan, Uncertainty, neuromodulation, and attention, Neuron 2005;46(4):681–692。回引第120篇。