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# Biologie# Biophysik

Die Mechanismen der Entscheidungsfindung erklärt

Ein Blick darauf, wie unser Gehirn Entscheidungen und Wahlmöglichkeiten navigiert.

Olga Tapinova, Tal Finkelman, Tamar Reitich-Stolero, Rony Paz, Assaf Tal, Nir S. Gov

― 5 min Lesedauer


EntscheidungsfindungEntscheidungsfindungverstehenund Unsicherheiten verarbeitet.Einblick, wie das Gehirn Entscheidungen
Inhaltsverzeichnis

Entscheidungsfindung bedeutet, einen Weg auszuwählen, wenn man Optionen hat. Du kannst dir das vorstellen wie die Wahl, was man im Restaurant bestellt, ob man spazieren gehen oder drinnen bleiben will, oder welcher Film geschaut werden soll. Manchmal ist das einfach, und manchmal fühlt es sich an, als müsste man ein Rätsel lösen.

Dieser Prozess beinhaltet, dass unser Gehirn wie eine Maschine arbeitet, die Vor- und Nachteile abwägt, bis es schliesslich eine Entscheidung trifft. Es ist ein bisschen wie in einem Videospiel, wo du eine Richtung wählen musst und auf das Beste hoffst!

Wie treffen unsere Gehirne Entscheidungen?

Stell dir dein Gehirn wie einen fancy Computer vor. Innen gibt es Netzwerke von Neuronen, die wie kleine Drähte sind, die alles verbinden. Diese Neuronen können entweder "ein" (feuern) oder "aus" (ruhen) sein. Wenn sie zusammenarbeiten, helfen sie uns, Informationen zu sammeln und Entscheidungen zu treffen.

Der Entscheidungsprozess kann etwas komplex werden. Zum Beispiel gibt es Modelle, die untersuchen, wie Neuronen zusammenarbeiten. Einige konzentrieren sich darauf, wie „aufregende“ Neuronen andere Neuronen zum Feuern anregen, während „hemmende“ Neuronen sie ruhig halten. Denk daran wie ein Team, bei dem einige Spieler nur darauf aus sind, Punkte zu erzielen, während andere sich auf die Verteidigung konzentrieren.

Das Drift-Diffusions-Modell

Eines der beliebten Modelle für Entscheidungsfindung nennt sich Drift-Diffusions-Modell (DDM). In diesem Modell kannst du es dir wie ein Rennen zwischen zwei Wettbewerbern vorstellen. Jeder Wettbewerber bekommt Beweise, die für ihn sprechen, und sammelt diese Informationen über die Zeit.

Welcher Seite es zuerst gelingt, genug Beweise zu sammeln, gewinnt! Das Modell hilft zu erklären, warum wir manchmal lange brauchen, um zu entscheiden, während wir andere Male schnell und sicher sind.

Ein Schritt weiter: Das integrierte Ising-Modell

Jetzt lass uns über etwas etwas Fortgeschritteneres reden: das integrierte Ising-Modell (IIM). Es beginnt mit der Idee, dass Gruppen von Spins (stell dir kleine Magnete vor) verschiedene Entscheidungen darstellen. Diese Spins interagieren auf eine Weise, die die tatsächliche Gehirnaktivität widerspiegelt.

Das IIM umfasst die Idee der „globalen Hemmung“, bei der beruhigende Signale von bestimmten Neuronen den Entscheidungsprozess verlangsamen können. Denk daran wie ein Coach, der eine Auszeit nimmt, um den Spielern zu helfen, sich neu zu gruppieren.

Der Geschwindigkeits-Genauigkeits-Handel

Auf unserem Entscheidungsweg stehen wir oft vor einem Dilemma: Wollen wir schnelle Entscheidungen treffen oder präzise? Wenn du zum Beispiel zwischen zwei Desserts wählst, könnte eine schnelle Wahl dazu führen, dass du ohne Nachdenken einen Kuchen nimmst, während eine sorgfältigere Wahl dir helfen könnte, über die grossartige Torte nachzudenken, die du vorher hattest.

Das IIM hilft, diesen Handlungswechsel zu veranschaulichen. Wenn wir schnelle Entscheidungen treffen, machen wir vielleicht mehr Fehler. Aber wenn wir uns Zeit nehmen, haben wir oft recht, auch wenn es bedeutet, länger zu warten.

Was passiert, wenn es kompliziert wird?

Entscheidungsfindung kann knifflig werden, besonders in unsicheren Zeiten. Wenn das Ergebnis unklar ist, neigen unsere Gehirne dazu, sich auf Bauchgefühle und Vorurteile zu verlassen, was uns in die falsche Richtung führen kann.

Im IIM steigen die Hemmungsniveaus, wenn die Unsicherheit zunimmt. Das bedeutet, dass unser Gehirn Überstunden macht, um ein Gleichgewicht zwischen einer schnellen Wahl und der Sicherstellung, dass es eine gute Wahl ist, zu finden. Es ist wie ein Teller auf deinem Kopf zu balancieren, während du tanzt – ganz schön schwierig, oder?

Ein Blick auf die Experimente

Zwei faszinierende Experimente beleuchten, wie das IIM sich in realen Situationen verhält. Das erste betraf Menschen, die ein Spiel spielten, bei dem die Entscheidungen mit möglichen Gewinnen oder Verlusten verbunden waren. Bei einigen Szenarien sollten die Teilnehmer die beste Option finden, während andere sich auf die Risiken konzentrierten.

Die Ergebnisse zeigten, dass die Gehirne der Teilnehmer sich dynamisch anpassten, wenn sie unsicher waren, was in einigen Fällen zu besseren Entscheidungen führte. Das ist ein bisschen wie eine Basketballmannschaft, die ihre Strategie während des Spiels anpasst, je nachdem, wie gut das andere Team spielt.

Das zweite Experiment: Die Hemmung im Auge behalten

In einem anderen Experiment schauten die Forscher genauer hin, wie aktiv das Gehirn war, indem sie die GABA-Spiegel (ein beruhigender Neurotransmitter) massen, während die Teilnehmer ihre Entscheidungen trafen. Hier war die Verbindung zwischen den GABA-Spiegeln und der Entscheidungsqualität offensichtlich.

Diejenigen, die höhere GABA-Spiegel hatten, neigten dazu, langsamere Entscheidungen zu treffen, aber auch genauere. Es ist ein bisschen so, als würde eine Schildkröte ein Rennen gegen einen schnellen Hasen gewinnen, wenn dieser Hase zu rücksichtslos ist.

Lektionen aus der Forschung

Aus all dem lernen wir, dass unsere Gehirne bemerkenswert anpassungsfähig sind. Sie können die Art und Weise ändern, wie sie Entscheidungen treffen, basierend auf verschiedenen Faktoren, einschliesslich der Menge an verfügbaren Informationen und dem Hemmungsniveau. Also, das nächste Mal, wenn du zwischen zwei Optionen hin- und hergerissen bist, denk daran, dass dein Gehirn im Hintergrund viel Arbeit leistet.

Und schliesslich: Die Balance der Wahl

Im Grunde bietet das Verständnis der Entscheidungsfindung durch Modelle wie das IIM einen Einblick, wie unsere Gedanken in wichtigen Momenten arbeiten. Es geht nicht nur um die Entscheidung selbst, sondern auch darum, wie wir sie angehen.

Egal, ob du über das Mittagessen entscheidest oder einen Karriereweg wählst, dein Gehirn ist ein wahrer Multitasker, der die Komplexität des Lebens Entscheidung für Entscheidung navigiert. Also nimm die nächste Entscheidung, die du treffen musst, mit Zuversicht an, denn dein Gehirn ist genau da und arbeitet hart daran, dir zu helfen, die bestmögliche Wahl zu treffen!

Originalquelle

Titel: Integrated Ising Model with global inhibition for decision making

Zusammenfassung: Humans and other organisms make decisions choosing between different options, with the aim to maximize the reward and minimize the cost. The main theoretical framework for modeling the decision-making process has been based on the highly successful drift-diffusion model, which is a simple tool for explaining many aspects of this process. However, new observations challenge this model. Recently, it was found that inhibitory tone increases during high cognitive load and situations of uncertainty, but the origin of this phenomenon is not understood. Motivated by this observation, we extend a recently developed model for decision making while animals move towards targets in real space. We introduce an integrated Ising-type model, that includes global inhibition, and use it to explore its role in decision-making. This model can explain how the brain may utilize inhibition to improve its decision-making accuracy. Compared to experimental results, this model suggests that the regime of the brains decision-making activity is in proximity to a critical transition line between the ordered and disordered. Within the model, the critical region near the transition line has the advantageous property of enabling a significant decrease in error with a small increase in inhibition and also exhibits unique properties with respect to learning and memory decay.

Autoren: Olga Tapinova, Tal Finkelman, Tamar Reitich-Stolero, Rony Paz, Assaf Tal, Nir S. Gov

Letzte Aktualisierung: 2024-11-19 00:00:00

Sprache: English

Quell-URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.18.624088

Quell-PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.18.624088.full.pdf

Lizenz: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Änderungen: Diese Zusammenfassung wurde mit Unterstützung von AI erstellt und kann Ungenauigkeiten enthalten. Genaue Informationen entnehmen Sie bitte den hier verlinkten Originaldokumenten.

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