Come gli errori ci aiutano a studiare efficacemente noi stessi e il mondo

Un libro del neuroscienziato cognitivo Stephen M. Il "Metapensiero" di Fleming è dedicato alla conoscenza di sé. Descrive i meccanismi che aiutano le persone a scoprire e riflettere sui propri pensieri. Fleming spiega perché a volte troviamo più facile credere a uno sconosciuto che ai nostri ricordi d'infanzia. descrive cosa succede al cervello quando proviamo ma non riusciamo a ricordare una parola e tocca gli altri argomenti interessanti.

Con il permesso di Individuum, pubblichiamo un estratto abbreviato dal capitolo "Algoritmi di autocontrollo" sul perché una persona non potrebbe svilupparsi se non commette errori.

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Uno dei primi studi su come individuare i propri errori è stato condotto dallo psicologo Patrick Rabbitt negli anni '60. Ha inventato un complesso monotono un compito in cui i soggetti dovevano premere dei pulsanti in risposta a una sequenza di numeri. Tuttavia, il compito in sé non aveva molta importanza. Il trucco era che ai soggetti veniva chiesto di premere un pulsante separato se si fossero accorti di aver commesso un errore. Rabbitt ha misurato con precisione il tempo necessario per premere questo pulsante e ha scoperto che le persone sono in grado di correggere i propri errori molto rapidamente. Infatti, i soggetti si sono resi conto di aver commesso un errore, in media, 40 millisecondi più velocemente di quanto hanno reagito agli stimoli esterni. Questa elegante e semplice analisi ha dimostrato che il cervello è in grado di tracciare e rilevare i propri errori attraverso efficienti calcoli interni indipendenti dai segnali provenienti dal mondo esterno.

Un rapido processo di ricerca dei bug può portare a una soluzione altrettanto rapida.

Quando si prende una semplice decisione sull'appartenenza di questo o quello stimolo alla categoria A o B, dopo decine di millisecondi dopo aver premuto il pulsante sbagliato, i muscoli che controllano la risposta corretta iniziano a contrarsi, cercando di correggere l'errore. E se i processi correttivi avvengono abbastanza rapidamente, possono persino impedirlo. Ad esempio, quando i muscoli si contraggono per premere il pulsante e inviare messaggio sconsiderato, Noi abbiamo tempo acquisire ulteriori prove del fallimento di questa impresa e all'ultimo momento astenersi da un fatale clic del mouse.

Decenni dopo l'esperimento di Rabbitt, gli scienziati iniziarono a scoprire processi cerebrali che promuovono la ricerca di guasti interni. Mentre lavorava alla sua tesi di dottorato, pubblicata nel 1992, lo psicologo William Gering scrisse elettroencefalogrammi (EEG) dei partecipanti a un esperimento che hanno eseguito compiti complessi. Un EEG utilizza una rete di piccoli elettrodi che rileva in modo non invasivo i cambiamenti nel campo elettrico causati dall'attività combinata di migliaia di neuroni all'interno del cervello. Hering ha scoperto che meno di 100 millisecondi dopo aver commesso un errore, nel cervello appare un'onda speciale. La velocità di questa reazione aiuta a spiegare ciò che ha scoperto Rabbitt, vale a dire la capacità delle persone di agire rapidamente rendersi contoche hanno commesso un errore, ancor prima che glielo dicano.

Questa attività cerebrale è diventata nota come negatività correlata all'errore, o ERN, che gli psicologi moderni chiamano affettuosamente la risposta "Dannazione!".

Oggi sappiamo che questa reazione si verifica a seguito di errori nell'esecuzione di un'ampia varietà di compiti (dalla pressatura pulsanti fino alla lettura ad alta voce) ed è generato dall'area cerebrale situata al centro del lobo frontale, la zona dorsale del corteccia cingolata. Questa significativa prova neurale dell'automonitoraggio si trova presto. sviluppo persona. In un esperimento, a bambini di 12 mesi sono state mostrate immagini diverse sullo schermo di un computer mentre registravano i loro movimenti oculari. A volte veniva mostrato loro un volto umano e, se i bambini lo guardavano direttamente, venivano ricompensati con musica e luci colorate lampeggianti. Se il bambino non ha guardato l'immagine del viso, nel contesto dell'esperimento questo è stato considerato un errore: non ha eseguito un'azione per la quale avrebbe ricevuto una ricompensa. In tali casi, le registrazioni EEG riflettevano chiaramente NSO, anche se la reazione era alquanto tardiva rispetto agli adulti.

NSO può essere considerato come un caso particolare del segnale di "errore predittivo". Il nome "errori predittivi" si spiega da sé: sono errori nelle nostre previsioni del futuro, che sono anche una componente chiave degli algoritmi che aiutano a studiare efficacemente il mondo. Per capire come gli errori predittivi ci aiutano in questo, immagina che un nuovo bar apra vicino al tuo ufficio. Non sai ancora quanto sia buono, ma i suoi proprietari si sono assicurati di acquistare una macchina da caffè di prima classe e di creare un'atmosfera fantastica. Hai grandi aspettative - lo presumi caffè sarà buono, anche se non l'hanno ancora bevuto. Alla fine, lo provi per la prima volta e scopri che non è solo buono: non bevi un espresso così meraviglioso da molto tempo. Poiché il caffè ha superato le tue aspettative, aggiorni il tuo preventivo e la caffetteria diventa la tua nuova tappa preferita mentre vai al lavoro.

Ora immagina che siano trascorse diverse settimane. I baristi si sono rilassati e il caffè non è più buono come una volta. Potrebbe comunque essere positivo, ma date le tue maggiori aspettative, percepisci ciò che sta accadendo come un errore negativo nella tua previsione e potresti rimanere ancora più deluso.

La capacità di fare e aggiornare le previsioni dipende da una nota sostanza chimica del cervello chiamata dopamina.

La dopamina non è solo famosa, ma spesso fraintesa - nei media popolari è chiamata "l'ormone del piacere". È vero che i livelli di dopamina sorge da ciò che ci piace: soldi, cibo, sesso e così via. Tuttavia, l'idea che la dopamina segnali semplicemente la natura gratificante dell'esperienza è fuorviante. Negli anni '90, il neuroscienziato Wolfram Schultz ha condotto un esperimento che è diventato un classico. Ha registrato nelle scimmie i segnali inviati dalle cellule del mesencefalo che producono dopamina e la consegnano ad altre aree del cervello. Schultz ha insegnato alle scimmie che dopo aver acceso la luce nella stanza ricevevano del succo. All'inizio, le cellule della dopamina hanno risposto al succo, il che era coerente con la teoria del piacere. Ma col tempo gli animali hanno cominciato a capire che l'accensione della luce precede sempre il succo - hanno imparato ad aspettarsi il piacere - e la risposta della dopamina scomparso.

Un'elegante spiegazione del modello di risposta della dopamina in questi esperimenti è che ha aiutato il cervello a tenere traccia degli errori nelle previsioni delle scimmie. All'inizio, il succo è stato una sorpresa per le scimmie, proprio come un buon caffè in un posto nuovo è stato una sorpresa per te. Ma col passare del tempo, le scimmie iniziarono ad aspettarsi del succo ogni volta che si accendevano le luci, proprio come ci aspettiamo un buon caffè ogni volta che entriamo in un bar. Quasi contemporaneamente agli esperimenti di Schulz, i neuroscienziati computazionali Peter Diane e Reed Montague ha lavorato allo sviluppo di una classica teoria psicologica dell'apprendimento per prova e errori.

Secondo questa famosa teoria, il modello di Rescorla-Wagner, l'apprendimento avviene solo se gli eventi sono inattesi.

Questo è comprensibile anche intuitivamente: se il caffè di oggi è lo stesso di ieri, non abbiamo bisogno di cambiare la valutazione che abbiamo dato alla caffetteria. Non hai bisogno di imparare niente. Diane e Montagu hanno dimostrato che le varianti di questo algoritmo sono in ottimo accordo con la risposta della dopamina neuroni. Poco dopo la pubblicazione del lavoro di Schulz e Diane e Montague, una serie di studi del mio ex supervisore, Ray Dolan, ha rivelato che la reazione neuroni nelle aree del cervello umano che ricevono un segnale di dopamina è pienamente coerente con ciò che accade quando viene ricevuto un segnale predittivo. errore. Questi studi hanno dimostrato che il calcolo degli errori predittivi e il loro utilizzo per aggiornare la nostra percezione del mondo menzogna al centro di come funziona il cervello.

Armati di una comprensione degli errori predittivi, iniziamo a vedere quanto siano importanti tali calcoli per l'automonitoraggio. A volte riceviamo direttamente feedback positivi o negativi sulle nostre attività − ad esempio, quando portiamo a termine un compito scolastico o scopriamo di aver battuto un record personale in una mezza maratona distanze. Ma in molte aree della vita quotidiana, il feedback può essere meno evidente o inesistente. Pertanto, è ragionevole ritenere che l'NSO rifletta un segnale interno in merito compenso O, più precisamente, la sua assenza. Esprime la differenza tra ciò che ci aspettavamo (ci siamo riusciti) e ciò che è realmente accaduto (si è verificato un errore).

Immagina di sederti al pianoforte per suonare una semplice melodia. Ogni nota ha il suo suono, ma sarebbe strano dire che una di esse è "migliore" o "peggiore" dell'altra. Suonato da solo, A non è migliore di un G diesis. Ma nel contesto della melodia che apre il Concerto per pianoforte in la minore di Edvard Grieg, il sol diesis suonato erroneamente invece del la farà rabbrividire gli ascoltatori. Anche se non ci sono feedback esterni, il torto Nota è un errore sullo sfondo dell'esecuzione prevista. Tracciando tali errori, il cervello può apprezzarese si comporta bene o male, anche in assenza di un feedback esplicito.

Per definizione, gli errori di solito non si verificano quando ce lo aspettiamo, altrimenti potremmo essere in grado di prevenirli.

Questa caratteristica dell'errore umano viene utilizzata per l'effetto comico in uno dei miei schizzi preferiti "Spettacolo veloce". Il suo personaggio, Old Man Unlucky Alf, si gira verso la telecamera e dice con un forte accento dell'inglese settentrionale: “Vedi quello laggiù? Stanno scavando una buca dannatamente grande alla fine della strada. Con la mia fortuna, sono sicuro che ci cascherò". Lo guardiamo tesi mentre vaga lentamente lungo la strada, finché all'improvviso si alza una forte raffica di vento e lo spinge in un buco. Preparazione, lungimiranza e tuttavia l'inevitabilità del disastro: questo è ciò che rende divertente questo schizzo. Siamo sorpresi dagli errori proprio perché non ce li aspettiamo e, come Homer Simpson, esclamare "Ah!", trovandosi già di fronte a un fatto.

Pertanto, un modo efficace per eseguire l'automonitoraggio è fare previsioni su come stiamo andando bene e vedere se stiamo andando bene.

Il libro "Metathinking" aiuterà a capire come funziona la mente umana dal punto di vista delle neuroscienze. È utile per chi vuole imparare a capire meglio se stesso e gli altri.

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