Человеческий мозг отлично справляется со сложными задачами. Одно из объяснений этого — способность разбивать проблему на более простые подзадачи, которые можно решать последовательно. Например, поход за кофе включает несколько этапов: выход из офиса, путь до кофейни и сам процесс покупки. Если лифт сломан, мы меняем только первый шаг, не пересматривая остальные.
Хотя поведенческие исследования давно подтверждают эту способность, до сих пор было сложно точно описать вычислительные стратегии, которые использует мозг. В новом исследовании учёные из MIT смоделировали, как люди применяют разные методы принятия решений для решения сложных задач. Результаты опубликованы в журнале Nature Human Behaviour.
Как мы предсказываем непредсказуемое?
В эксперименте участникам нужно было предугадать траекторию шарика, движущегося по лабиринту с четырьмя возможными путями. После входа шарика в лабиринт он становился невидимым, но в ключевых точках раздавались звуковые сигналы.
Человеческий мозг не может идеально отслеживать все варианты одновременно (это равносильно ведению четырёх разговоров сразу). Однако участники показали хорошие результаты, используя две стратегии:
-
Иерархическое мышление — разбиение задачи на уровни (например, сначала выбор направления на первом повороте, затем на втором).
-
Контрфактическое мышление — пересмотр решения, если новые данные противоречат первоначальному выбору ("А что, если шарик пошёл другой дорогой?").
"Люди разбивают лабиринт на части и решают каждую с помощью простых алгоритмов. Когда задача слишком сложна, мы используем эвристики — упрощённые, но эффективные стратегии", — объясняет Мехрдад Джазаери, профессор MIT и ведущий автор исследования.
Когда мозг меняет стратегию?
Учёные создали вычислительные модели, предсказывающие ошибки участников в зависимости от их навыков. Оказалось, что большинство людей преимущественно полагаются на иерархическое мышление, но иногда переключаются на контрфактическое.
Ключевой фактор — надежность памяти. Если человек уверен, что правильно запомнил звуковые сигналы, он чаще перепроверяет свой выбор. Если память подводит — продолжает действовать по первоначальному плану.
"Люди используют контрфактические рассуждения только когда это выгодно. Тот, кто плохо запоминает сигналы, избегает пересмотра решений", — говорит Джазаери.
Искусственный интеллект подтвердил человеческую логику
Чтобы проверить гипотезу, исследователи обучили нейросеть решать ту же задачу. Без ограничений ИИ справлялся идеально. Но когда его "способности" ухудшили (например, лишили возможности отслеживать все пути или ухудшили "память"), модель начала применять те же стратегии, что и люди.
"Сети имитируют человеческое поведение, когда сталкиваются с аналогичными вычислительными ограничениями. Это доказывает, что люди действуют рационально в рамках своих возможностей", — отмечает Джазаери.
Что дальше?
Учёные планируют изучить, как именно мозг переключается между стратегиями. Предварительные данные указывают, что это происходит постепенно, а не резко.
Исследование MIT показывает: даже когда задача кажется слишком сложной, мозг находит оптимальные упрощённые решения. Понимание этих механизмов поможет в разработке ИИ, более похожего на человека, а также в реабилитации людей с когнитивными нарушениями.
