借助约200名解谜受试者、一个计算机模型以及功能性磁共振图像，研究人员对推理和决策过程有了更深入的了解，并精确定位了一条在解题陷入困境时被激活的大脑通路。
你在寻找某种模式或规则，却怎么也找不到。于是你退回来，重新开始。
根据华盛顿大学的一项新研究，这是你的大脑在意识到当前策略无效，你需要一种新的方式来解决问题。借助约200名解题者、一个计算机模型和功能性磁共振成像扫描图，研究人员对推理和决策过程有了更深入的了解，并精确定位了当解题陷入僵局时会被激活的大脑通路。
“大脑有两种基本方式引导你的人生——趋向好的事物，或者远离行不通的事物，”心理学副教授、这项新研究的合著者尚特尔·普拉特说。该研究发表在2月23日的《认知科学》期刊上。“由于这些过程是在潜意识中发生的，你未必意识到其中哪一种方式在起多大的主导作用。”
研究人员利用布朗大学迈克尔·弗兰克开发的一项决策任务，精确测量了每个人的大脑中有多少“引导”作用涉及学习趋向有奖励的事物，又有多少涉及远离奖励较少的事物。普拉特和她的合著者致力于理解是什么让人擅长解决问题。
研究团队首先开发了一个计算机模型，明确了他们认为解决瑞文高级推理测验所需的一系列步骤——这是一种由类似上述谜题组成的标准实验室测试。为了成功解题，解题者必须识别模式并预测序列中的下一个图像。该模型主要描述了人们解题时采取的四个步骤：
- 识别模式中的一个关键特征；
- 弄清楚该特征在序列中出现的位置；
- 想出一条变换该特征的规则；
- 检查该规则是否适用于整个模式。
在每一步中，模型都会评估是否正在取得进展。当该模型处理实际问题时，如果能够避开那些无助于取得进展的特征和策略，其表现最佳。作者指出，这种知道何时“思路误入歧途”的能力是找到正确答案的关键。
下一步是验证这一结论在人类身上是否成立。为此，研究团队安排三组参与者在三个不同的实验中解谜。在第一个实验中，参与者通过纸笔测试解答了原始的瑞文试题，同时完成了弗兰克的测试，该测试分别测量了他们“选择”最佳选项和“避开”较差选项的能力。结果显示，只有“避开”最差选项的能力与解题成功相关。而在决策测试中识别最佳选择的能力，与有效解题之间并无关联。
第二个实验用更短的计算机化版本任务取代了纸笔版谜题，该任务也可在MRI脑扫描环境中进行。这些结果证实，在决策任务中最擅长避开较差选项的人，也是最佳的解题者。
最后一组参与者在接受fMRI脑活动记录的同时完成了计算机化谜题。基于该模型，研究人员评估了大脑哪些区域会驱动解题成功。他们将目光锁定在基底核——普拉特将其称为前额叶皮层（即大脑“CEO”）的“行政助理”。基底核利用两条并行通路协助前额叶皮层决定采取何种行动：一条通路将认为相关的信息的“音量”调“高”，另一条通路则将认为无关的信号的“音量”调“低”。与弗兰克的决策测试相关的“选择”和“避开”行为，正对应于这两条通路的功能。实验结果表明，基底核中“调低音量”的过程可以预测参与者解题的成功程度。
“我们的大脑拥有并行的学习系统，分别用于避开最差的事物和获取最好的事物。许多研究都集中在我们要如何学会寻找好的事物，但这次疫情充分证明了为什么我们需要这两个系统。有时候，当没有好的选择时，你必须选择最不坏的那个！我们在这里发现，相比于识别什么有效，这种能力对于复杂问题的解决甚至更为关键。”
该研究的合著者包括华盛顿大学心理学系副教授安德烈亚·斯托科和助理教学教授劳伦·格雷厄姆。该研究得到了华盛顿大学特许权研究基金、华盛顿大学启动基金奖以及贝索斯家族基金会的支持。