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面對不確定性,大腦如何估算機率和做選擇?

當我們面對不確定性卻需要做抉擇時,我們會做出哪些自己也不知道的行為呢?大腦內會出現哪些現象呢?國立陽明大學神經科學研究所吳仕煒副教授於演講中指出,實驗心理學顯示當人們評估機率、進行判斷時,會出現系統性的偏誤,此外,也為我們詳細介紹大腦活動與人類做選擇之間的關係。
 
 
吳仕煒,國立陽明大學神經科學研究所副教授。
▲吳仕煒,國立陽明大學神經科學研究所副教授。
 
人經常需要做決定,小從購買飲料、選擇交通工具,大到選舉投票、生涯規劃。做決定時,常常面臨不確定性,因此評估各種可能結果的發生機率,就成為決策的重要依據。然而實驗心理學的研究已經顯示,人在機率評估上會出現系統性的偏誤。
 
吳仕煒解析人在做選擇時,腦中發生了什麼事,幫助我們了解大腦如何做決定。

做決定時,我們傾向「忽略基本率」
 
四十多年前,實驗心理學家Daniel Kahneman (2002 年諾貝爾經濟學獎得主) 和 Amos Tversky的研究有一個著名例子:他們告訴受試者關於某個人(傑克)的特徵描述,並告知傑克來自某個不同比例組合的族群,例如來自70個工程師、30個律師的族群,或來自30個工程師、70個律師的族群。受試者要判斷傑克是工程師的可能性有多高。
 
這個實驗操弄所謂的基本率(base rate),在此即為不同比率之族群:如果受試者將基本率納入考量,則根據不同的基本率,估計出來的機率應該會不同。然而實驗結果發現,人會傾向忽略基本率,而依賴關於傑克的描述來下判斷。後來的心理學研究也發現更多不同的偏誤(bias),這些偏誤並非隨機犯的錯誤,它們可被預測、具有一犯再犯的系統性,且在不同的判斷上均會出現。 
 
忽略基本率時,大腦發生了什麼事?
 
但心理行為上的表現,如對基本率的忽視,是否能在腦中找到對應的活動?要如何找?吳仕煒先介紹「主觀權重」(subjective weight)的概念:研究者在個體在估計機率時,可透過其行為量測他對不同訊息所給予的主觀權重,進而可以透過這個估計,量化個體忽視基本率的程度。
進行選擇時,大腦發生了哪些事情?(圖/Pixabay)
▲進行選擇時,大腦發生了哪些事情?(圖/Pixabay)
 
我們可以進一步利用這些量化的估計,分析大腦中哪些腦區的活動會隨著不同程度的主觀權重而改變。結果發現內側前額葉(medial prefrontal cortex)和眼窩額葉(orbitofrontal cortex)兩個腦區的活動,會反映主觀權重的大小,而且此二腦區的活動還會反映主觀權重的個別差異。再進一步,我們利用機器學習分析大腦活動,發現內側前額葉和前扣帶迴的活動能夠準確預測機率評估的個別差異。

情境不同,選擇也不同
 
人不僅在機率評估上容易出錯,在許多選擇上也相當容易受情境影響。當人只能從哈密瓜或芒果擇其一時,哈密瓜的吸引力可能低於芒果,但若選項是哈密瓜和榴槤時,哈密瓜的吸引力可能就相對提高了。所以同樣是哈密瓜,在不同的選擇情境,在決策者心中會有不同的相對價值。
 
這樣的改變不僅表現在行為上,腦部活動也有相對應的改變。神經科學家Wolfram Schultz利用獼猴進行的一個經典研究,即發現眼窩額葉活動對於某個酬賞(哈密瓜)的反應會隨著它所處的情境而改變:當該酬賞相對價值比較高時,該腦區的活動也較強。
 
一樣都是哈密瓜,放在不同的水果旁邊,對我們造成的吸引力卻不同。(圖/Pixabay)
▲一樣都是哈密瓜,放在不同的水果旁邊,對我們造成的吸引力卻不同。(圖/Pixabay)
 
值得一提的是,當今有許多行銷手法就是根據決策容易受情境影響的特性而設計的。例如單純比較兩款功能和價格不同的電腦時,消費者可能傾向選擇價位低、功能較簡單的款式;但加入第三款價格和規格略低於高價款的型號,會產生誘導效果,讓消費者認為「只要再花多一點錢,就可以得到更強大的功能」,從而增加高價款的吸引力。
 
大腦的決策機制:內側前額葉扮演重要角色
 
神經科學經過近十年的快速發展,讓我們對於大腦進行決策的神經機制已有基本的了解。其中,內側前額葉扮演非常重要的角色。由於內側前額區和皮層下結構如紋狀體和杏仁核(和情緒有關)、以及海馬迴和內顳葉皮質(和記憶有關)均有密切聯結,所以是整合不同來源的主客觀訊息的重要部位。
 
透過功能性磁振造影,已有許多研究指出,人類內側前額葉的活化程度會反映決策過程中不同選項的主觀價值。另外,我們也從腦傷病人的研究發現當內側前額葉區域損傷時,決策品質會降低,對環境知識的更新能力也會減弱。所以從腦造影研究和腦傷研究,均指出此腦區在決策歷程扮演的重要角色。
 
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