重復決策個體差異的腦機制及其日常應用

何清華 孫雅晨

我們每天都在做著各種決定，小到吃飯穿衣，大到結婚買房，這些都被稱為決策。一些資料顯示，平均每個人每天要做出大約35000個選擇，意即除去睡眠時間之外，我們每小時需要做出大約2000個決定，或者每兩秒鐘就要做出一個決定。在現實生活中，我們的絕大多數決策具有重復的特點，這意味著生活中常常需要我們在相同或類似的情況之下做出抉擇，意味著我們過去的選擇會對未來的決定造成重要影響。

例如我們飲酒后是選擇自己駕車還是找代駕;大學生寫論文作業是每天寫一部分，積少成多，最后提前完成還是臨近上交作業的截止日期熬夜修仙，一氣呵成;我們假期里是早睡早起、認真讀書、積極鍛煉，從而達到提升自我素質還是白日里呼朋喚友、千金散盡，夜深則以各種不雅姿態窩在沙發或者床上，沉浸在各種肥皂劇和軟飲料中，聲色犬馬、樂不思蜀般墮落，這些都跟我們過去的決策經驗有關。如果你之前都是酒后駕車，那么在遇到同樣情況時，你可能仍我行我素，選擇繼續酒后駕車。但是人與人之間也會有很大差異，你會發現有的人從來不會選擇酒后駕車，而有的人則偶爾為之。研究者們就非常感興趣到底是什么原因導致我們有這么大的差異的，其中一些證據就來源于腦科學的研究。

重復決策中的一個現象——賭徒謬誤

按照決策的最優策略，我們理應做出理性的決策實現自我價值的最大化。比如，我們需要意識到不管自己飲了幾杯酒，都會導致自我意識不清醒的情況發生，因此應當提升自我保護意識，從而選擇“找代駕”這種安全行為。然而作為大自然界的高級靈長類動物，人類豐富的感性情感決定了我們注定不是完全的理性人，很難做出適應性決策。我們是會感情用事的社會人，經常出于有限的理性而做出適應不良的次優決策，“賭徒謬誤”就是其中一個典型代表。“賭徒謬誤”是指人們在知覺隨機序列過程中，當連續出現相同結果時人們傾向于認為這一結果再次出現的概率會降低。例如，在實驗室開展一個擲硬幣的任務，我們詢問參與者如果連續拋擲多次（比如10次）都是正面，那么在接下來的一次拋擲結果會出現正面還是背面的問題中，我們會發現不少人認為下一次是背面的概率更大（雖然實際上都是50%的概率），這就是賭徒謬誤的一種典型表現形式。

當然，賭徒謬誤不是單獨存在于猜測硬幣正反面等實驗室任務或者自然觀察的發現，在日常生活情景中賭徒謬誤隨處可見，諸如賭場中的輪盤賭和賭馬、金融方面投資的股票等等。在輪盤賭博中就經常出現賭徒謬誤現象，輪盤賭博是指賭徒通過猜測輪盤轉動結果（紅或黑） 來贏錢。一個非常經典的賭徒謬誤案例就是1913年8月的蒙特卡羅賭場輪盤賭博事件，當黑色連續出現15次之后，賭徒們近乎狂熱地押注于紅色，并且翻倍或三倍地增加賭注。由于賭徒沒有意識到每個結果是相互獨立的，那晚連續26次出現的黑色使得賭徒們因為自己錯誤的決策遭受了巨大損失;再比如某公司的股票經過一段時間連續上漲，股票價格上漲的幅度越大或持續的時間越長時，投資者往往會預期這家公司股票更有可能下跌，從而決定賣出股票。

重復決策個體差異的腦機制

為了探討人與人之間為何會在重復決策行為中表現出個體差異，研究者們從心理模型和生理層面對賭徒謬誤現象進行了探討，提出了眾多理論試圖解釋這種重復決策行為的個體差異。比如其中一個軀體標記假說認為，我們每次的決策所體驗到的情緒都會記錄在我們的身體信號中（稱作軀體標記），在下一次做相似決策的時候，這些軀體標記就會激活，對當前錯誤決策發出警報，以便決策者能做出更好的決策，但這些理論都缺乏腦科學的直接證據。

為了攻克這個難題，2010年-2016年，我們聯合北京師范大學薛貴教授團隊根據大量的行為和腦成像研究結果嘗試解決重復決策個體差異的神經基礎。在這些研究中，我們自行編制了一個隨機猜牌任務（如圖1所示）。在該任務中，實驗參與者需要猜測電腦從兩張牌（實驗中對應的兩個選項是紅色和黑色的牌）中做出的隨機選擇結果，如果猜對了電腦的選擇，將得到相應的金錢獎賞，猜錯了就一無所得。電腦的隨機選擇是由伯努利隨機過程預先確定下來的，具有以下三個特點：紅牌和黑牌選擇的次數相同;紅牌和黑牌之間的轉變次數占一半試次;相同牌出現（連續出現紅牌或連續出現黑牌）的持續長度按指數函數分布。對參與者而言，電腦選擇紅牌和黑牌的概率是相同的，所以參與者猜測并選牌的最優策略應該也是隨機的。

然而，我們在實驗室中得到的結果卻與預期（紅黑牌隨機猜測概率應為50%）差之千里。我們的實驗參與者的換牌頻率（指上一次選擇與下一次選擇不同的選擇次數占總選擇次數的百分比）顯著低于理論值50%，這種結果說明他們的選擇并不傾向于隨機，而是更傾向執著于某一選項。但是與我們的預期一致的是，換牌頻率不同的人具有很大的不同，有的參與者傾向于一味堅持猜測某個顏色的紙牌，而另一些參與者則傾向于靈活變換自己的選擇（即一會兒猜測電腦選擇了黑牌，一會兒猜測電腦選擇了紅牌）。

基于此，我們對350名正常人腦進行了高清結構像的掃描，采用了單變量和多變量體素形態學分析的方法，分析在隨機猜牌任務中的換牌頻率與大腦灰質體積的相關，探討了我們假設的與其有關的堅持性人格特質和認知靈活性與換牌頻率的關系，并考察了兩者在大腦灰質體積與換牌頻率中的中介作用。研究結果發現，單變量和多變量體素形態學分析結果都表明，左側后扣帶回、右側額中回、右側額極和右側腦島區域的灰質體積可以預測被試的換牌頻率，堅持性人格和認知靈活性確實在其中起到了中介作用。我們得出的結論是，有的人生來具有一種堅持性的人格品質（類似于從一而終），而有的人在決策過程中表現得不靈活，這兩種特質都會逐漸改變我們的大腦結構，使得我們在隨機猜牌任務中表現出長時間或者持續選擇某一個選項，缺乏靈活性。

而故事到此還沒有結束，我們在這個實驗中還發現一個特別有意思的現象，參與者的猜牌行為受到之前結果的影響非常大。比如，在電腦連續選擇了多次紅色牌后，參與者會更傾向于選擇黑色牌，表現出賭徒謬誤的特點;而且電腦選擇顏色相同的牌的連續次數越多，這個特點表現得越明顯;與換牌頻率一樣，也表現出個體差異，有的人傾向于表現出更強的賭徒謬誤。

我們同樣分析了這些參與者的大腦與行為特點之間的關系。利用基于體素的形態學分析方法（VBM），探索與賭徒謬誤相關的大腦結構基礎，并且通過多體素模式進行分析（MVPA），分析發現，認知系統中的內側顳葉、前扣帶回，情緒決策系統中的眶額皮層、紋狀體等的灰質體積能夠預測個體對賭徒謬誤策略的使用頻率，并且表現出認知系統越強，情緒系統越弱，越會受到賭徒謬誤的影響。基于此和一些前期研究，我們提出了一個重復決策過程的模型（如圖2所示），用以解釋重復決策過程中的個體差異。我們認為，錯誤的世界模型、增強的認知功能和不良的情緒決策功能是導致賭徒謬誤產生的三大原因。個體在三個因素之中的某一個因素上表現出差異，都會導致賭徒謬誤個體差異的出現。

重復決策個體差異的應用

以上這些研究結果闡釋了重復決策及其個體差異的認知和腦機制，對理解為何有的人一味堅持一個選項，而有的人靈活變換選擇背后的原因提供了理論基礎，有助于我們更好地理解人類決策行為，對具有決策障礙的臨床人群（賭徒、藥物成癮者等）的治療以及國家政策的制定還可能產生潛在影響。

在現實生活中，賭徒在賭博時不斷輸錢還會繼續賭，是因為賭徒通常認為自己輸是由于手氣不好，繼續賭下去總會時來運轉，這就是賭徒產生了賭徒謬誤現象。若是能夠糾正賭徒的錯誤認識（世界模型），則能夠改善賭徒不斷賭博的行為，對矯正賭博成癮具有重大的意義。

之所以出現賭徒謬誤是因為我們總會不自覺地回溯最近幾次的成功和失敗的經驗，試圖以此來重復成功，規避失敗，這從經濟最大化來講無可厚非，但這種極端的行為策略過度依賴近期的輸贏，就使得我們只需遵循一個簡單的輸了就改變選擇，贏了就繼續堅持的不理性規則，無須我們更多認知資源的投入，對于充分開發和保護我們聰明的大腦而言并不是最優的方法。我們應當盡可能拋棄固有的結果成見，清空記憶里的上一次結果的成敗，從零開始進行新的決策行為，但這也會在某種程度上加重我們的認知負荷，且較為低效。更好也更有效的策略是根據生活經驗積累出較為成熟的行為模型，面對類似的情境時便可直接套用或者稍微根據環境進行一定的變動。這好比選擇聚餐地點，大家通常會選擇已經去過的且口味獲得絕大多數人認可的餐廳，而不是對每家新店進行對比做出抉擇。

此外，人們的情緒系統功能存在個體差異，情緒系統的功能障礙也會導致很多決策問題。我們的研究從腦結構層面揭示認知、情緒系統的個體差異影響決策，對于預測、診斷決策障礙有重要作用。鑒于情緒系統對決策的重要作用，應用中可以通過科學手段干預提高情緒系統功能從而達到提高個體決策及矯正賭博成癮的目的。比如，通過冥想、情緒調節訓練、神經反饋技術（生物反饋儀、近紅外技術、經顱磁直流電刺激等）等行為或是神經手段促進情緒功能的提升。

總而言之，決策是與人類生存和發展息息相關的重要認知功能。我們在生活中經常需要做出或大或小的決策，而重復決策的優劣會影響我們生活、學習和工作等的方方面面。因此經過研究考察賭徒謬誤這種普遍存在于生活中的典型的重復決策，尤其是其神經機制會對促使人們減少決策時的謬誤，提高人們的決策能力等方面具有極其重大的理論和社會意義。