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“大腦是如何解決復(fù)雜問(wèn)題的？這是個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。”在中國(guó)科學(xué)院腦科學(xué)與智能技術(shù)卓越創(chuàng)新中心研究員楊天明及其團(tuán)隊(duì)最新研究中，他們選擇了通過(guò)游戲來(lái)研究大腦決策。因?yàn)橥嬗螒虻倪^(guò)程中，大腦需要綜合運(yùn)用各種認(rèn)知的功能來(lái)解決復(fù)雜的問(wèn)題，而且游戲人為可控，方便控制實(shí)驗(yàn)的變量。

“目前的技術(shù)還做不到觀察人腦，于是我選擇了學(xué)術(shù)界最常見(jiàn)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一——獼猴作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。”8月12日，楊天明在廣州市海珠區(qū)做客“格致論道·灣區(qū)第24期”時(shí)表示，要了解大腦如何解決問(wèn)題，就得觀察大腦的神經(jīng)元活動(dòng)。聰明的獼猴大腦在結(jié)構(gòu)和功能上與人腦有較高的相似度，研究結(jié)果往往可以類推到人類。

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楊天明演講。雷錦萍 供圖

如何教會(huì)獼猴玩游戲？楊天明團(tuán)隊(duì)挑選了一款經(jīng)典的《吃豆人》游戲，游戲者通過(guò)吃掉迷宮里的豆子，躲避紅鬼和黃鬼來(lái)獲得分?jǐn)?shù)。吃豆、躲鬼的概念和獼猴在自然環(huán)境中的覓食和躲避天敵是相似的，所以獼猴也更容易理解游戲的基本概念。但教獼猴玩游戲并不容易，楊天明團(tuán)隊(duì)花了一年多的時(shí)間，從易到難引導(dǎo)獼猴學(xué)會(huì)玩游戲。

“我們發(fā)現(xiàn)，獼猴不僅掌握了簡(jiǎn)單的游戲規(guī)則，當(dāng)游戲中出行豆子和鬼同時(shí)存在的復(fù)雜情形時(shí)，獼猴會(huì)在大腦中進(jìn)行策略衡量，選取一個(gè)簡(jiǎn)化的策略據(jù)此來(lái)控制游戲手柄。”楊天明表示，在某些情況下，獼猴還會(huì)把一系列策略串聯(lián)在一起，規(guī)劃出組合策略來(lái)進(jìn)行游戲。可以看出，獼猴具有層級(jí)化決策方式，通過(guò)組合策略到選擇簡(jiǎn)單策略再到具體的運(yùn)動(dòng)抉擇來(lái)進(jìn)行游戲。

楊天明還征集一些志愿者參與同樣的游戲?qū)嶒?yàn)，發(fā)現(xiàn)人的層級(jí)化決策結(jié)構(gòu)普遍比獼猴層次更多更復(fù)雜，并且玩得越好，層級(jí)化結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。此外，他們?cè)讷J猴進(jìn)行游戲的時(shí)候記錄了大腦神經(jīng)元的活性，發(fā)現(xiàn)獼猴在進(jìn)行抉擇的時(shí)候，大腦前額葉會(huì)被激活，處理越高級(jí)、越復(fù)雜的決策層級(jí)的神經(jīng)元，位于越靠前的前額葉子區(qū)。

“這些研究工作能幫助理解大腦如何應(yīng)對(duì)復(fù)雜的決策問(wèn)題，有助于一些與決策缺陷相關(guān)的精神類疾病的診療，以及對(duì)開(kāi)發(fā)高效、靈活、通用、智能的人工智能系統(tǒng)提供了重要的啟發(fā)。”楊天明說(shuō)。