重复决策个体差异的脑机制及其日常应用

何清华 孙雅晨

我们每天都在做着各种决定，小到吃饭穿衣，大到结婚买房，这些都被称为决策。一些资料显示，平均每个人每天要做出大约35000个选择，意即除去睡眠时间之外，我们每小时需要做出大约2000个决定，或者每两秒钟就要做出一个决定。在现实生活中，我们的绝大多数决策具有重复的特点，这意味着生活中常常需要我们在相同或类似的情况之下做出抉择，意味着我们过去的选择会对未来的决定造成重要影响。

例如我们饮酒后是选择自己驾车还是找代驾;大学生写论文作业是每天写一部分，积少成多，最后提前完成还是临近上交作业的截止日期熬夜修仙，一气呵成;我们假期里是早睡早起、认真读书、积极锻炼，从而达到提升自我素质还是白日里呼朋唤友、千金散尽，夜深则以各种不雅姿态窝在沙发或者床上，沉浸在各种肥皂剧和软饮料中，声色犬马、乐不思蜀般堕落，这些都跟我们过去的决策经验有关。如果你之前都是酒后驾车，那么在遇到同样情况时，你可能仍我行我素，选择继续酒后驾车。但是人与人之间也会有很大差异，你会发现有的人从来不会选择酒后驾车，而有的人则偶尔为之。研究者们就非常感兴趣到底是什么原因导致我们有这么大的差异的，其中一些证据就来源于脑科学的研究。

重复决策中的一个现象——赌徒谬误

按照决策的最优策略，我们理应做出理性的决策实现自我价值的最大化。比如，我们需要意识到不管自己饮了几杯酒，都会导致自我意识不清醒的情况发生，因此应当提升自我保护意识，从而选择“找代驾”这种安全行为。然而作为大自然界的高级灵长类动物，人类丰富的感性情感决定了我们注定不是完全的理性人，很难做出适应性决策。我们是会感情用事的社会人，经常出于有限的理性而做出适应不良的次优决策，“赌徒谬误”就是其中一个典型代表。“赌徒谬误”是指人们在知觉随机序列过程中，当连续出现相同结果时人们倾向于认为这一结果再次出现的概率会降低。例如，在实验室开展一个掷硬币的任务，我们询问参与者如果连续抛掷多次（比如10次）都是正面，那么在接下来的一次抛掷结果会出现正面还是背面的问题中，我们会发现不少人认为下一次是背面的概率更大（虽然实际上都是50%的概率），这就是赌徒谬误的一种典型表现形式。

当然，赌徒谬误不是单独存在于猜测硬币正反面等实验室任务或者自然观察的发现，在日常生活情景中赌徒谬误随处可见，诸如赌场中的轮盘赌和赌马、金融方面投资的股票等等。在轮盘赌博中就经常出现赌徒谬误现象，轮盘赌博是指赌徒通过猜测轮盘转动结果（红或黑） 来赢钱。一个非常经典的赌徒谬误案例就是1913年8月的蒙特卡罗赌场轮盘赌博事件，当黑色连续出现15次之后，赌徒们近乎狂热地押注于红色，并且翻倍或三倍地增加赌注。由于赌徒没有意识到每个结果是相互独立的，那晚连续26次出现的黑色使得赌徒们因为自己错误的决策遭受了巨大损失;再比如某公司的股票经过一段时间连续上涨，股票价格上涨的幅度越大或持续的时间越长时，投资者往往会预期这家公司股票更有可能下跌，从而决定卖出股票。

重复决策个体差异的脑机制

为了探讨人与人之间为何会在重复决策行为中表现出个体差异，研究者们从心理模型和生理层面对赌徒谬误现象进行了探讨，提出了众多理论试图解释这种重复决策行为的个体差异。比如其中一个躯体标记假说认为，我们每次的决策所体验到的情绪都会记录在我们的身体信号中（称作躯体标记），在下一次做相似决策的时候，这些躯体标记就会激活，对当前错误决策发出警报，以便决策者能做出更好的决策，但这些理论都缺乏脑科学的直接证据。

为了攻克这个难题，2010年-2016年，我们联合北京师范大学薛贵教授团队根据大量的行为和脑成像研究结果尝试解决重复决策个体差异的神经基础。在这些研究中，我们自行编制了一个随机猜牌任务（如图1所示）。在该任务中，实验参与者需要猜测电脑从两张牌（实验中对应的两个选项是红色和黑色的牌）中做出的随机选择结果，如果猜对了电脑的选择，将得到相应的金钱奖赏，猜错了就一无所得。电脑的随机选择是由伯努利随机过程预先确定下来的，具有以下三个特点：红牌和黑牌选择的次数相同;红牌和黑牌之间的转变次数占一半试次;相同牌出现（连续出现红牌或连续出现黑牌）的持续长度按指数函数分布。对参与者而言，电脑选择红牌和黑牌的概率是相同的，所以参与者猜测并选牌的最优策略应该也是随机的。

然而，我们在实验室中得到的结果却与预期（红黑牌随机猜测概率应为50%）差之千里。我们的实验参与者的换牌频率（指上一次选择与下一次选择不同的选择次数占总选择次数的百分比）显著低于理论值50%，这种结果说明他们的选择并不倾向于随机，而是更倾向执着于某一选项。但是与我们的预期一致的是，换牌频率不同的人具有很大的不同，有的参与者倾向于一味坚持猜测某个颜色的纸牌，而另一些参与者则倾向于灵活变换自己的选择（即一会儿猜测电脑选择了黑牌，一会儿猜测电脑选择了红牌）。

基于此，我们对350名正常人脑进行了高清结构像的扫描，采用了单变量和多变量体素形态学分析的方法，分析在随机猜牌任务中的换牌频率与大脑灰质体积的相关，探讨了我们假设的与其有关的坚持性人格特质和认知灵活性与换牌频率的关系，并考察了两者在大脑灰质体积与换牌频率中的中介作用。研究结果发现，单变量和多变量体素形态学分析结果都表明，左侧后扣带回、右侧额中回、右侧额极和右侧脑岛区域的灰质体积可以预测被试的换牌频率，坚持性人格和认知灵活性确实在其中起到了中介作用。我们得出的结论是，有的人生来具有一种坚持性的人格品质（类似于从一而终），而有的人在决策过程中表现得不灵活，这两种特质都会逐渐改变我们的大脑结构，使得我们在随机猜牌任务中表现出长时间或者持续选择某一个选项，缺乏灵活性。

而故事到此还没有结束，我们在这个实验中还发现一个特别有意思的现象，参与者的猜牌行为受到之前结果的影响非常大。比如，在电脑连续选择了多次红色牌后，参与者会更倾向于选擇黑色牌，表现出赌徒谬误的特点;而且电脑选择颜色相同的牌的连续次数越多，这个特点表现得越明显;与换牌频率一样，也表现出个体差异，有的人倾向于表现出更强的赌徒谬误。

我们同样分析了这些参与者的大脑与行为特点之间的关系。利用基于体素的形态学分析方法（VBM），探索与赌徒谬误相关的大脑结构基础，并且通过多体素模式进行分析（MVPA），分析发现，认知系统中的内侧颞叶、前扣带回，情绪决策系统中的眶额皮层、纹状体等的灰质体积能够预测个体对赌徒谬误策略的使用频率，并且表现出认知系统越强，情绪系统越弱，越会受到赌徒谬误的影響。基于此和一些前期研究，我们提出了一个重复决策过程的模型（如图2所示），用以解释重复决策过程中的个体差异。我们认为，错误的世界模型、增强的认知功能和不良的情绪决策功能是导致赌徒谬误产生的三大原因。个体在三个因素之中的某一个因素上表现出差异，都会导致赌徒谬误个体差异的出现。

重复决策个体差异的应用

以上这些研究结果阐释了重复决策及其个体差异的认知和脑机制，对理解为何有的人一味坚持一个选项，而有的人灵活变换选择背后的原因提供了理论基础，有助于我们更好地理解人类决策行为，对具有决策障碍的临床人群（赌徒、药物成瘾者等）的治疗以及国家政策的制定还可能产生潜在影响。

在现实生活中，赌徒在赌博时不断输钱还会继续赌，是因为赌徒通常认为自己输是由于手气不好，继续赌下去总会时来运转，这就是赌徒产生了赌徒谬误现象。若是能够纠正赌徒的错误认识（世界模型），则能够改善赌徒不断赌博的行为，对矫正赌博成瘾具有重大的意义。

之所以出现赌徒谬误是因为我们总会不自觉地回溯最近几次的成功和失败的经验，试图以此来重复成功，规避失败，这从经济最大化来讲无可厚非，但这种极端的行为策略过度依赖近期的输赢，就使得我们只需遵循一个简单的输了就改变选择，赢了就继续坚持的不理性规则，无须我们更多认知资源的投入，对于充分开发和保护我们聪明的大脑而言并不是最优的方法。我们应当尽可能抛弃固有的结果成见，清空记忆里的上一次结果的成败，从零开始进行新的决策行为，但这也会在某种程度上加重我们的认知负荷，且较为低效。更好也更有效的策略是根据生活经验积累出较为成熟的行为模型，面对类似的情境时便可直接套用或者稍微根据环境进行一定的变动。这好比选择聚餐地点，大家通常会选择已经去过的且口味获得绝大多数人认可的餐厅，而不是对每家新店进行对比做出抉择。

此外，人们的情绪系统功能存在个体差异，情绪系统的功能障碍也会导致很多决策问题。我们的研究从脑结构层面揭示认知、情绪系统的个体差异影响决策，对于预测、诊断决策障碍有重要作用。鉴于情绪系统对决策的重要作用，应用中可以通过科学手段干预提高情绪系统功能从而达到提高个体决策及矫正赌博成瘾的目的。比如，通过冥想、情绪调节训练、神经反馈技术（生物反馈仪、近红外技术、经颅磁直流电刺激等）等行为或是神经手段促进情绪功能的提升。

总而言之，决策是与人类生存和发展息息相关的重要认知功能。我们在生活中经常需要做出或大或小的决策，而重复决策的优劣会影响我们生活、学习和工作等的方方面面。因此经过研究考察赌徒谬误这种普遍存在于生活中的典型的重复决策，尤其是其神经机制会对促使人们减少决策时的谬误，提高人们的决策能力等方面具有极其重大的理论和社会意义。