你做的每一个决定本质上都是一个委员会的行为。成员们各抒己见,权衡各种选择,最终通过共识批准一项行动方案。当然,这个委员会就是你大脑中紧密交织的神经元社会。“通过共识批准”实际上只是委婉地说,反对意见被压制了。
我们的大脑似乎不是通过连续地产生并执行“正确”的行动来工作的,而是通过并行地呈现多种可能性,并抑制所有可能性,只留下一个。当这种抑制作用丧失时,如额叶受损的人身上发生的那样,这些多种可能性会成为负担,并可能导致所谓的利用行为。这些受损的人会不加选择地拿取放在他们面前的物体——例如发刷或锤子——即使在不合适的场合也会使用它们。
从本质上讲,尽管我们感觉自己是单一的、统一的行动者,但我们更像自己内部的蜂巢思维,我们的大脑里充斥着必须加以管理的多种、经常冲突的计划和利益。对于康奈尔大学神经生物学教授托马斯·西利博士来说,“蜂巢思维”不仅仅是一个比喻。在最近发表于《科学》杂志的论文中,西利和他的同事描述了大脑和蜂群如何做出决策之间可能存在的深刻相似之处。在没有中央规划者或决策者的情况下,大脑和蜂巢都可以解决它们内部的差异,从而采取单一的行动方案。
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观察一群蜜蜂,你会看到各种不同的兴趣凝聚成一个单一、清晰的想法。这类似于大脑中的神经元,它们必须达成共识,以通过在空间中定位身体来实现行为目标。蜂巢中的蜜蜂在决定将蜂群这个超个体迁移到哪里时,必须做类似的事情。未能将蜂群作为一个单一、统一的整体迁移,可能会导致蜂群分裂并失去蜂王。同样,做出错误的移动可能会使蜂群暴露在捕食者或极端温度下。
像许多其他决策者一样,蜂群在春天迁移之前的第一件事是考虑各种可能性。为此,派出几组侦察蜂去寻找合适的新蜂巢。当侦察蜂返回时,它们各自通过表演著名的“摇摆舞”来倡导首选的新地点,这种舞蹈是一系列八字形的动作,告诉其他蜜蜂潜在新地点的方向和距离。这些舞蹈招募了蜂巢中其他未决定的蜜蜂,也来倡导所宣传的地点。
一段时间以来,许多科学家认为,这种稳步积累特定地点“选票”的策略足以解释蜂群最终的决定。包括西利和他的同事在内的其他人对此并不满意。如果大小相似的蜜蜂群体正在倡导不同的地点,会发生什么情况?这难道不会导致僵局吗?
西利怀疑答案与蜜蜂做出的头撞动作有关。为了探索这个想法,他和他的团队首先在一个缺乏天然巢穴的岛屿上建立了蜂群,并让侦察蜂在两个相同的人工筑巢箱之间做出选择。参观一个地点的侦察蜂被标记上黄色油漆,而参观另一个地点的侦察蜂则被标记上粉红色油漆。通过标记这两个不同的群体,西利和他的同事在某种意义上标记了两个相互竞争的想法,然后他们可以观察这些想法在集体蜂巢思维中的展开和相互作用。
研究人员发现,涂有黄色和粉红色油漆的侦察蜂表演了摇摆舞,宣传各自的巢穴。此外,还观察到侦察蜂之间会互相短暂地用头部和胸部发出嗡嗡声的撞击。跳舞的蜜蜂往往在舞蹈结束时收到头撞,这表明头撞是停止跳舞的信号。最有趣的发现来自观察谁在撞击谁。带有黄色标记的蜜蜂倾向于收到来自带有粉红色标记的蜜蜂的这些假定的停止信号,反之亦然。换句话说,这两个不同的群体相互抑制——一个提案与另一个提案对抗。
这种安排的结果是,它放大了不同侦察蜂群体之间的小差异,形成了一种赢者通吃的局面。如果没有抑制性的停止信号,蜂群将能够维持多种相互竞争的利益,因为不同的侦察蜂群体会积累越来越多的选票,直到蜂群达到某种稳定但分裂的状态。有了停止信号,分裂的蜂群状态就远不那么稳定了。一小部分侦察蜂的优势将转化为对其他侦察蜂群体的更大抑制,从而将最初微小的数字优势转化为更大的优势。经过这个过程的几次迭代,最初的微弱多数被放大为共识。
理想情况下,后续实验本应消除蜜蜂的停止信号,并研究对蜂群决策过程的影响。由于这几乎不可能做到,西利和他的同事选择了基于模拟的方法。在他们对集体蜜蜂活动的模型中,交叉抑制的停止信号对于打破两个同样有吸引力的巢穴之间的决策僵局至关重要。如果停止信号是无差别的,或者根本不存在,蜂群就会保持分裂,并且永远不会达成共识。
西利和他的团队提出,交叉抑制可能是一种通用的决策策略,事实上,他们在蜜蜂身上的发现重述了其他系统中决策和模式形成的特征。所有这些系统中显著的统一主题是,如何仅通过代理之间的一些简单的局部互动来构建聚合的蜂群智能。神经元和蜜蜂都可能不知道它们的冲动和信号如何超越个体,并为更宏大的集体智能奠定基础。
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