记忆觅食:当大脑像蜜蜂一样

研究人员测试了这样一种观点,即我们在大脑中搜寻记忆的方式与某些动物搜寻食物的方式相同


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为了寻找花蜜,一只蜜蜂飞入一个精心修剪的郊区花园,落在成排种植的几棵山茶花树中的一棵上。 在翻找了几朵花的花瓣后,蜜蜂离开第一棵树飞向另一棵树。 在第二棵树的花朵中几乎找不到任何花蜜后,蜜蜂飞向第三棵树。 如此等等。

我们的大脑可能已经进化出以相同的方式觅食某些类型的记忆,根据每个信息块能提供什么,将我们的注意力从一个存储信息群转移到另一个存储信息群。 最近,英国华威大学的Thomas Hills和他的同事们为这种潜在的相似性找到了实验证据。“记忆觅食”只是思考记忆的一种方式——它并不普遍适用于大脑中保留的所有类型的信息——但是,到目前为止,这种类比对于主动记忆的特定情况似乎效果很好。

Hills和他的同事们要求141名印第安纳大学布卢明顿分校的学生在三分钟内尽可能多地输入他们能想到的动物的名字。 几十年来,心理学家一直使用这种“词语流畅性任务”来研究记忆以及记忆衰退的疾病,例如阿尔茨海默病和痴呆症。 研究人员一次又一次地发现,人们以相关项目的集群来命名动物——或蔬菜或电影。 他们可能会先说“猫、狗、金鱼、仓鼠”——作为宠物饲养的动物——然后,在用尽该子类别后,转向海洋动物:“海豚、鲸鱼、鲨鱼、章鱼”。

平均而言,Hills实验中的学生在三分钟内命名了37种动物,并且像他们的许多前辈一样,他们输入的列表被组织成以单一主题统一的动物组——宠物、稀树草原等等。 Hills和他的同事们真正想知道的是,学生们从一个主题集群转移到另一个主题集群的方式,是否与某些动物从一块食物区跳到另一块食物区的方式相同。 为了最大限度地利用时间并获得尽可能多的食物,例如,一只以浆果为食的,只有当植物产生的浆果比附近的灌木丛更多时,才应该停留在任何特定的灌木丛上。 在某个时候,鸟已经在第一棵灌木丛上吃掉了太多的浆果,以至于转向另一棵能提供更多浆果的灌木丛更有意义。

研究动物的科学家们已将这种决策转化为称为“最优觅食模型”的数学方程式,Hills将其应用于他的实验中学生产生的动物列表。 Hills编写了一个计算机程序,该程序首先根据学生已经命名的内容,确定学生命名特定动物的概率。 例如,如果有人以“猫”开头,那么他们接下来更有可能输入“狗”而不是“斑马”。 当程序遇到一对不太可能一起出现的词,然后又遇到一对更有可能耦合的词时,它将该模式解释为从一个主题集群跳到另一个主题集群——例如从宠物到稀树草原。 人类陪审员独立验证了该程序在正确的位置识别出了跳跃。 最后,该程序将其对学生如何导航记忆的分析与最优觅食模型预测学生应该做的进行比较,就好像他们是在野花田中以浆果为食的鸟类或蜜蜂一样。

大多数学生从一个记忆集群跳到另一个记忆集群的方式,正如最优觅食模型所预测的那样——并且那些心理活动最符合模型预测的学生命名了最多的动物。 Hills的程序进一步揭示,最成功的学生在命名一种新动物花费的时间过长时,会放弃一个动物类别而转向另一个动物类别,就像觅食动物在花时间在一个更富饶的食物区会更好时,会离开一块食物区一样。 这些发现发表在Psychological Review 2月13日在线刊上。

“我的第一反应是,‘哇,它奏效了!’”Hills说。“一个疯狂的想法奏效了,这非常酷,而且并不常见。 这种特殊的推理方式似乎正在产生一些有趣的东西。 许多先前的研究支持这样一种假设,即更高层次的认知能力是从空间觅食机制进化而来的。 在我们拥有抽象思维之前,我们的大脑帮助我们在物理空间中活动——其中一些能力可能被征用来在信息空间中搜索。”

Peter Pirolli是加利福尼亚州帕洛阿尔托研究中心的 исследователь, 他研究了觅食理论如何应用于记忆,他认为新的发现为一种越来越流行的观点提供了强有力的实验支持。 “人们普遍认为,在世界上搜索事物可能已被外适[原文如此]用于其他目的,例如在内部搜索信息,这是一种在 1990 年代开始流行的模因,”他解释说。“我看到越来越多的工作将行为生态学的这一方面不仅应用于记忆,而且应用于各种搜索和任务管理。”

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