2019年12月2日，北京大學(xué)張航課題組和易莉課題組合作的研究工作 “Autistic traits influence the strategic diversity of information sampling: Insights from two-stage decision models” 在線發(fā)表于 PLOS Computational Biology 。該研究發(fā)現(xiàn)孤獨(dú)癥特質(zhì)會(huì)影響人們進(jìn)行信息收集時(shí)所采用的策略，進(jìn)而影響了決策的效率。
信息（Information）可以降低決策過(guò)程中的不確定性，但是收集信息通常需要付出代價(jià)，這可能是時(shí)間、體力或者金錢等。因此，為了最大化基礎(chǔ)的生存可能或是更高級(jí)的經(jīng)濟(jì)收益，無(wú)論是人類還是動(dòng)物都需要平衡收集信息過(guò)程中的損失和收益。
孤獨(dú)癥是一種表現(xiàn)出社會(huì)互動(dòng)問(wèn)題和重復(fù)刻板行為等核心癥狀的神經(jīng)發(fā)育障礙。這種疾病似乎也伴隨了次優(yōu)的信息收集行為（suboptimal information sampling）。這些行為可能是以不同的方式表現(xiàn)出來(lái)的。例如，孤獨(dú)癥個(gè)體的重復(fù)刻板行為使得他/她在同樣的、冗余的信息上花費(fèi)了大量的時(shí)間卻不能對(duì)降低不確定性有很大的幫助（Palmer, Lawson, & Hohwy, 2017）。該研究認(rèn)為次優(yōu)的信息收集是孤獨(dú)癥人群或高孤獨(dú)癥特質(zhì)人群所體現(xiàn)出的一般性的特點(diǎn)，并嘗試探究可能受到影響的認(rèn)知過(guò)程。
課題組招募了具有不同水平的孤獨(dú)癥特質(zhì)的健康成年人完成一個(gè)信息收集任務(wù)。在這個(gè)任務(wù)的每個(gè)試次中，參與者可以依次抽取珠子樣本以積累進(jìn)行概率推斷的證據(jù)，從而獲得進(jìn)行正確推斷的金錢獎(jiǎng)勵(lì)（圖1）。每個(gè)額外取出的樣本可能增加正確推斷的可能性，但每次抽取也會(huì)有固定的金錢成本。為了最大化預(yù)期收益，當(dāng)每個(gè)樣本的成本較高或能夠提供的信息量更大時(shí)，參與者可以抽取較少的樣本，反之亦然。研究操縱了每個(gè)樣本的成本和信息證據(jù)的大小，并比較了參與者在實(shí)驗(yàn)中的實(shí)際表現(xiàn)和最優(yōu)策略。
圖1. 實(shí)驗(yàn)流程示意圖。
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，不同水平的孤獨(dú)癥特質(zhì)伴隨著不同程度的偏離最優(yōu)表現(xiàn)。孤獨(dú)癥特質(zhì)較高的參與者與其他參與者相比，在零成本條件下由于較少的欠采樣（undersampling）而獲得了更高的獎(jiǎng)勵(lì)（此時(shí)的最優(yōu)策略是盡可能多地收集信息；圖2abde）。而在高成本、低證據(jù)的條件下，最優(yōu)策略會(huì)犧牲一部分正確率以節(jié)省成本消耗，但孤獨(dú)癥特質(zhì)較高的參與者由于過(guò)多的過(guò)采樣（oversampling）導(dǎo)致獲得的獎(jiǎng)勵(lì)更少（圖2abde）。
圖2. 參與者的行為表現(xiàn)以及孤獨(dú)癥特質(zhì)對(duì)于不同行為指標(biāo)的影響。左列：抽樣決策獲得獎(jiǎng)勵(lì)的效率；中列：抽取珠子數(shù)量；右列：抽樣數(shù)量在試次間的變異性。
研究組還通過(guò)計(jì)算建模的方法將參與者采樣選擇行為分解為多個(gè)階段，探究信息收集過(guò)程中孤獨(dú)癥特質(zhì)可能影響的認(rèn)知過(guò)程。首先結(jié)果發(fā)現(xiàn)參與者的抽樣行為可通過(guò)一個(gè)具有兩個(gè)階段的決策過(guò)程來(lái)很好地描述：當(dāng)?shù)谝粋€(gè)決策階段沒(méi)有達(dá)成停止抽樣的選擇時(shí)，第二個(gè)決策階段可能會(huì)參與決定，提供了第二次考慮停止采樣的機(jī)會(huì)。這兩個(gè)階段由取珠采樣成本和采樣收集的證據(jù)獨(dú)立地控制，兩個(gè)階段均未顯示出與孤獨(dú)癥特質(zhì)有關(guān)的差異。但策略的多樣性（strategic diversity）隨著孤獨(dú)癥特質(zhì)的水平發(fā)生變化：孤獨(dú)癥特質(zhì)較高的參與者在第一階段更傾向于始終在第一階段考慮成本、在第二階段考慮證據(jù)，而較低孤獨(dú)癥特質(zhì)的參與者表現(xiàn)出了更大的可能同時(shí)使用相反的考慮順序。這樣的方式導(dǎo)致當(dāng)最優(yōu)策略不依賴證據(jù)時(shí)（例如零成本條件），前者的表現(xiàn)會(huì)更好；而當(dāng)最優(yōu)策略由成本和證據(jù)共同決定時(shí)，后者會(huì)有更好的表現(xiàn)。該研究利用孤獨(dú)癥特質(zhì)作為媒介為理解孤獨(dú)癥進(jìn)行決策推斷中體現(xiàn)出的異常以及與核心癥狀相關(guān)的行為提供了新思路。
Lu H, Yi L, Zhang H (2019) Autistic traits influence the strategic diversity of information sampling: Insights from two-stage decision models. PLoS Comput Biol 15(12): e1006964. https://doi.org/10.1371/journal.pcbi.1006964
北京大學(xué)生命科學(xué)聯(lián)合中心四年級(jí)博士生陸昊陽(yáng)為論文的第一作者，北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院、麥戈文腦科學(xué)研究所、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心張航研究員和北京大學(xué)心理與認(rèn)知科學(xué)學(xué)院易莉研究員為該文的共同通訊作者。該研究由國(guó)家自然科學(xué)基金、北大-清華生命科學(xué)聯(lián)合中心、北京市腦科學(xué)項(xiàng)目和北京大學(xué)Medicine + X 項(xiàng)目資助完成。
2019-12-23