Нейробиологи из Чикагского университета, Массачусетского технологического института и их коллеги объяснили, почему мозг хуже решает даже простые задачи, когда мы не уверены, что именно нужно делать. Результаты экспериментов, проведенных на людях, обезьянах и нейросетях, опубликованы в Nature.
Авторы разработали задачу на зрительное различение. 206 человек онлайн и две макаки-резус смотрели на пары полосатых картинок и должны были заметить, как изменился один из двух признаков: у людей — наклон полос и их частота, у обезьян — частота и положение картинки на экране. Обезьяны отвечали движением глаз, люди — кликом. Подсказок не было: актуальный признак переключался сам — с вероятностью 10% за попытку у людей и 2,5% у макак, поэтому правило приходилось вычислять по истории наград.
После вознагражденного ответа уверенность в актуальном правиле была высокой. Но если очередная попытка не приносила награды (а это могло означать и ошибку восприятия, и смену задания), точность падала у обоих видов, а реакции замедлялись. У обезьян разрыв в среднем достигал 5%, а каждая новая безнаградная попытка его усугубляла. Схожим образом вели себя и нейросети: модель, обученная просто отвечать правильно, переносила неопределенность без потерь, а сеть, натренированная копировать реальные выборы макак, ошибалась в точности как животные. У людей перцептивная точность также падала после одной безнаградной попытки на 3%.
Сравнение трех сетей подсказало механизм, который авторы назвали «интерференцией признаков». В неопределенной ситуации мозг дольше и сильнее удерживает информацию о нерелевантном признаке. Если представления о правильных и неправильных признаках в нейронах не строго разделены, лишний сигнал искажает суждения о нужном. Люди, которых просили по памяти воспроизвести один из параметров первой картинки, в неясных попытках точнее припоминали именно тот, что был не нужен.
По мнению авторов, интерференция между нейронными представлениями разных задач, стимулов и воспоминаний может лежать в основе ограничений умственных способностей — от предела рабочей памяти в пять объектов до нарушений гибкости при деменции, зависимостях и расстройствах развития. Если гипотеза верна, умение разделять переплетения представлений — потенциальный путь к терапии.
Ранее ученые раскрыли «суперспособность» людей с хорошей концентрацией.