本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
我们都会遇到这种情况:你一整天都在办公室里避免吃饼干罐里的饼干,但当你在傍晚路过它时,你的手伸进去抓起了一块饼干。在你意识到之前,你已经在擦嘴边的饼干屑了。或者,在去新工作的路上,你被收音机里的新闻报道分散了注意力。当报道结束时,你抬头一看,发现自己已经在老工作的地方了,想知道自己是怎么到那里的。
这是怎么回事?我们如何在甚至没有意识到自己在做什么的情况下执行复杂的行为?神经科学和心理学帮助回答了这个问题。第一步是将大脑视为多个学习和控制过程,而不是一个单一的实体,每个过程都可以控制行为。换句话说,我们是由几个不同的“自我”(“我真不敢相信我让自己吃了那块饼干!”)组成的,而这些自有时会发生冲突。
通过了解神经科学家如何看待目标导向(或“有意识”)和习惯性(或“自动”)这两个过程,我们可以更好地理解它们。安东尼·狄金森及其同事在 20 世纪 80 年代初在英国剑桥大学进行的一系列优雅的实验清楚地揭示了目标导向过程和习惯性过程之间的行为差异。基本上,在训练阶段,对一只老鼠进行训练,让它按压杠杆以获得一些食物。然后,在第二阶段,将老鼠放在一个没有杠杆的不同笼子里,给它食物,但只要它吃了食物就会生病。这导致老鼠“贬低”了食物,因为它将食物与生病联系起来,而没有直接将按压杠杆的动作与生病联系起来。最后,在测试阶段,将老鼠放回原来的带杠杆的笼子里。(为了防止额外的学习,在测试阶段没有提供食物。)经过广泛训练阶段的老鼠在测试阶段继续按压杠杆,即使食物已经被贬低;它们的行为被称为习惯性的。经过适度训练阶段的老鼠则没有这样做,它们的行为被称为目标导向的。
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参考图 1,目标导向行为的解释是,老鼠使用对行为后果或结果的明确预测来选择该行为。如果老鼠想要食物,它就会按压杠杆,因为它预测按压杠杆会提供食物。如果食物已被贬值,老鼠就不会按压杠杆。习惯性行为的解释是,行为与执行该行为的情境之间存在很强的关联。老鼠看到杠杆时就会按压杠杆,而不是因为预测的结果。
大卫·尼尔(在南加州大学工作期间)及其同事的最新研究在人类身上以一种更受欢迎的场景说明了这种类型的行为:在电影院吃爆米花。一些参与者被给予新鲜爆米花,而另一些参与者被给予不新鲜的爆米花。大多数被给予新鲜爆米花的参与者都吃了新鲜爆米花。在那些被给予不新鲜爆米花的人中,那些通常在电影院吃爆米花的人吃了不新鲜的爆米花——他们的行为是习惯性的。那些通常不在电影院吃爆米花的人吃的不新鲜爆米花较少——他们的行为受目标导向控制。
这两个独立的过程主要由大脑中不同的网络介导。对涉及目标导向过程的网络的损害,包括前额叶皮层和基底神经节的背内侧纹状体,会导致习惯性过程支配行为。这是有道理的,因为位于前额后面的前额叶皮层具有工作记忆能力,可以暂时表示期望的结果,例如食物奖励或爆米花,从而引发该行为。另一方面,对涉及习惯性过程的网络的损害,包括感觉运动皮层和背外侧纹状体,会导致目标导向过程支配行为。
目标导向过程和习惯性过程都可以产生行为。那么,我们为什么两者都有呢?从功能角度来看,它们各有优缺点,因此适用于在不同情况下控制行为。目标导向过程使用环境模型来预测每个行为的可能结果。它们是深思熟虑的,因为您使用模型在脑海中遍历不同的行为甚至行为序列,然后执行您预测将产生期望结果的行为。这就像使用城市地图(其中地图是环境模型)从 A 点导航到 B 点(参见图 2)。目标导向控制的优点是它非常灵活,并且不需要太多经验:只要您的地图准确,您就可以从任何点导航到任何其他点,即使在您从未去过的城市也是如此。(这种方案类似于美国心理学家爱德华·托尔曼在 20 世纪 40 年代后期描述的用于控制行为的认知地图的使用。)
当然,目标导向控制提供的通用性是有代价的:它需要认知努力——记忆和计算——才能表示环境模型并在模型中搜索以选择最佳行为。另一方面,习惯性控制要简单得多,因为它仅依赖于您所处的“状态”或环境情境与行为之间的关联。这种关联越强,您就越有可能从该状态中选择该行为。
习惯性过程是通过经验训练的:如果您经常从相同的状态执行一个行为(例如在 Pleasant Street 和 Main Street 的交叉路口左转),并且该行为的结果是好的(您到达了目的地),则状态和行为之间关联的强度将增加(参见图 2)。(这种训练方案类似于美国心理学家爱德华·桑代克在 20 世纪初描述的效果律。)目标导向过程可以产生这种经验,直到习惯性过程得到充分训练,但经验也可以通过随机尝试不同的行为来产生。
如果在您执行行为后,您最终进入另一个状态,其中与另一个行为有很强的关联,并且从那里您最终进入又一个状态,其中与一个行为有很强的关联,习惯性过程允许您执行一系列行为,而无需太多认知努力。因此,即使是复杂的行为,例如在开车上班时进行一系列转弯,也可以在习惯性控制下继续进行,只要事情按预期进行即可。但是,如果您最终进入一个意外状态,例如,如果您的常用路线的一部分因施工而关闭,您可能会恢复为目标导向控制。
我们都熟悉几乎不费意识的行动(你上次考虑输入密码的每个字符是什么时候?),早期的心理学家注意到了这种控制的优势。美国心理学家和哲学家威廉·詹姆斯在他 1890 年出版的开创性著作《心理学原理》中指出,如果没有习惯性过程,“我们将无法完成日常任务,因为每个小动作,如系鞋带或穿衣服,都需要如此多的意识努力,以至于我们会精疲力竭。……我们日常生活中越多的细节可以交给自动化的毫不费力的保管,我们更高层次的思维能力就越能解放出来,用于他们自己合适的工作。”通过使用习惯性过程来控制日常行为,我们可以将我们的目标导向过程用于其他目的,例如推理更长期的计划或并行执行其他行为。
因此,目标导向过程是深思熟虑的、灵活的,并且不需要太多训练,但它们需要大量的认知努力。习惯性过程需要的认知努力很少,但它们不如目标导向过程灵活,并且需要一些训练。前者更适用于需要灵活性和意外发生时,但后者更适用于行为是例行公事且事情以一致方式进行时。假设这两个过程都可用,大脑如何在它们之间进行仲裁?这是一个仍然很大程度上没有解决的重要问题,但理论研究提供了可能的解释。纽约大学的纳撒尼尔·道及其同事认为,每个过程都与确定性或置信度的度量相关联,并且一个单独的仲裁过程在任何给定情况下选择两者中更确定的一个。我的一项研究表明,习惯性过程的简单性导致它们比目标导向过程更快地引发行动。狄金森及其同事认为,当结果传递率(例如食物)不再随着行为率(例如按压杠杆)的增加而增加时,习惯性过程占主导地位。在这三种情况下,随着经验的积累,控制权从目标导向过程转移到习惯性过程。此外,目标导向过程可以主动抑制习惯性过程,尽管抑制习惯性过程以及确定适当的行为可能比仅确定适当的行为需要更多的认知努力。
最后,一些行为障碍可以用目标导向过程和习惯性过程之间的不平衡来解释。强迫症或药物成瘾的一些症状可能是由于习惯性过程过于强烈,甚至思维习惯过于强烈:你“知道”你不需要第三次拨动灯开关,或者你不应该伸手去拿香烟,但你还是这样做了。另一方面,最近关于帕金森病的一项理论指出,通往背外侧纹状体的多巴胺投射(介导习惯性过程)比通往背内侧纹状体的投射(介导目标导向过程)发生得更早。随着疾病的进展,受习惯性过程控制的行为会越来越少,甚至日常行为也必须通过相对缓慢、深思熟虑的目标导向过程来执行。
更好地理解目标导向过程和习惯性过程之间的差异,可以让我们更好地理解自己的行为。您可能会考虑从目标导向过程的角度改变您的行为,并就此止步:“我不应该吃饼干,所以我不会把手伸进饼干罐。”但是,您可能已经养成了习惯,即每当您在办公室休息室看到饼干罐时,就会执行伸手去饼干罐的动作。因此,知道抑制这种习惯需要额外的认知努力,因此确保自己得到充分休息以确保自己能够付出所需的努力来抑制这种习惯是有意义的。或者,更好的是,您应该尽量避免完全进入休息室的状态,这样习惯就不会被触发。即使是状态上的微小变化也可能足够:大卫·尼尔及其同事表明,当他们的参与者在电影院以外的房间里被给予不新鲜的爆米花时,即使是习惯性吃爆米花的人也没有吃那么多。再举一个例子,您可能最近换了工作,现在必须采取稍微不同的路线去上班。如果您分心,您以前养成的在特定路口转弯的习惯可能会被触发。在前几天在新工作岗位上工作时,不听收音机,让目标导向过程占据主导地位可能是有意义的。
因此,如果您想改变自己的行为,也许问题不应该总是“我如何说服自己”以某种方式行事。相反,更好的问题可能是“我希望哪个过程来控制我的行为?”
延伸阅读
以下是一些不错的综述论文,重点关注目标导向和习惯性控制的神经科学
雷·J·多兰和彼得·戴恩(2013 年)。大脑中的目标和习惯。神经元,第 80 卷,第 312-325 页。
安·M·格雷比尔(2008 年)。习惯、仪式和评估性大脑。神经科学年度评论,第 31 卷,第 359-387 页。
彼得·雷德格雷夫、曼努埃尔·罗德里格斯、约兰·史密斯、玛丽亚·C·罗德里格斯-奥罗兹、斯特凡·莱赫里西、哈海·伯格曼、伊夫·阿吉德、马龙·R·德朗和何塞·A·奥贝索(2010 年)。基底神经节中的目标导向和习惯性控制:对帕金森病的影响。自然神经科学评论,第 11 卷,第 760-772 页。
亨利·H·殷和芭芭拉·J·诺尔顿(2006 年)。基底神经节在习惯形成中的作用。自然神经科学评论,第 7 卷,第 464-476 页。
以下是我描述的具体研究的引文
纳撒尼尔·D·道、亚埃尔·尼夫和彼得·戴恩(2005 年)。基于不确定性的前额叶和背外侧纹状体系统之间对行为控制的竞争。自然神经科学,第 8 卷,第 1704-1711 页。
安东尼·狄金森(1985 年)。行为和习惯:行为自主性的发展。英国皇家学会哲学汇刊 B:生物科学,第 308 卷,第 67-78 页。
大卫·T·尼尔、温迪·伍德、吴梦菊和大卫·库兰德(2011 年)。过去的拉力:习惯何时在与动机冲突时持续存在?人格与社会心理学公报,第 37 卷,第 1428-1437 页。
阿什文·沙阿和安德鲁·G·巴托(2009 年)。感觉表征演变对运动选择的影响:技能习得的多控制器模型。大脑研究,第 1299 卷,第 55-73 页。