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Inferência Ativa: Uma Nova Perspectiva sobre Tomada de Decisão

Essa abordagem ilumina como a gente faz escolhas em situações de incerteza.

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Decisões Sob IncertezaDecisões Sob Incertezanossas escolhas.Analisando como a incerteza molda
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Tomar decisões é um processo bem complexo que envolve ficar pesando opções com base nas informações que temos. A galera geralmente enfrenta diferentes tipos de incerteza, que podem impactar suas escolhas. Um novo jeito chamado Inferência Ativa oferece uma forma de entender melhor esses processos de decisão. Esse framework considera como as pessoas interagem com o ambiente pra fazer escolhas que diminuem a incerteza e aumentam as recompensas.

O que é Inferência Ativa?

Inferência ativa é um conceito que parte da ideia de que a gente tá sempre tentando prever o que vai acontecer a seguir no nosso ambiente. Quando essas previsões não batem com a realidade, a pessoa sente incerteza. Essa incerteza faz com que as pessoas tomem atitudes que ajudam a aprender mais sobre o ambiente, melhorando suas previsões e, no fim, tomando decisões melhores.

Nesse modelo, a galera tem uma compreensão interna do que tá rolando ao redor, que eles vão atualizando constantemente com novas informações. Esse modelo interno ajuda a fazer escolhas que podem juntar mais informações (Exploração) ou aproveitar o que já sabem (exploração).

O Papel da Incerteza

A incerteza na hora de decidir aparece de duas formas principais: risco e ambiguidade.

  • Risco se refere a situações onde os resultados são conhecidos, mas as probabilidades variam. Tipo, um jogo de azar pode oferecer recompensas diferentes com probabilidades bem definidas.

  • Ambiguidade, por outro lado, rola quando as probabilidades dos resultados são desconhecidas. Isso pode deixar a decisão mais difícil, já que a pessoa tem menos informação sobre o ambiente.

Essas duas formas de incerteza podem influenciar como as decisões são feitas. Entender como essas Incertezas afetam as escolhas é crucial pra pegar o comportamento humano em cenários reais.

A Tarefa do Bandido de Dois Braços Contextual

Pra estudar como as pessoas tomam decisões sob incerteza, os pesquisadores desenvolveram uma tarefa específica chamada "tarefa do bandido de dois braços contextual".

Nessa tarefa, os participantes escolhem entre duas opções: um caminho seguro que oferece recompensas constantes e um caminho arriscado que dá recompensas variáveis dependendo das pistas do contexto. O caminho arriscado pode mudar seu padrão de recompensas, dificultando a previsão da melhor escolha pelos participantes.

A galera é incentivada a explorar várias opções, coletar informações (tipo pedir dicas) e aprender com suas experiências pra melhorar seu processo de decisão.

Como o Cérebro Ajuda na Tomada de Decisão?

Quando a gente toma decisões, diferentes partes do cérebro ficam ativas, trabalhando juntas pra processar informações e guiar ações.

  1. Áreas Frontal: Essas regiões do cérebro estão envolvidas em pesar opções, prever resultados futuros e decidir o melhor caminho a seguir. Elas têm um papel crucial em equilibrar estratégias de exploração e exploração.

  2. Áreas Temporais: Essas regiões ajudam a avaliar a ambiguidade associada às escolhas e os riscos potenciais. Elas processam tanto experiências atuais quanto passadas, permitindo que a galera aprenda com suas decisões.

  3. Regiões Parietais: Essas áreas ajudam a integrar informações de várias fontes pra entender o contexto das decisões.

Estudando a atividade cerebral durante as tarefas de decisão, os pesquisadores conseguem entender melhor como nossos cérebros processam a incerteza e guiam as ações.

Explorando as Evidências Comportamentais

Na tarefa descrita, os participantes mostraram preferências diferentes com base nos níveis de incerteza. Eles tinham que decidir se pediam informações sobre o caminho arriscado ou escolhiam com base apenas no que já sabiam.

  • Em situações incertas, a galera tendia a escolher a opção mais segura com mais frequência. Mas quando se sentiam confiantes sobre o contexto, eram mais propensos a arriscar em busca de recompensas mais altas.

  • Os participantes mostraram estratégias variadas ao equilibrar exploração e exploração, indicando que a tomada de decisão é adaptável e dependente do contexto.

O design da tarefa permitiu que os pesquisadores estudassem como os participantes valorizavam informações e recompensas, oferecendo insights valiosos sobre os processos de decisão.

Insights de EEG na Tomada de Decisão

Os pesquisadores usaram tecnologia de eletroencefalograma (EEG) pra captar a atividade cerebral dos participantes durante a tarefa de decisão. Esse método permite rastrear os sinais elétricos produzidos pela atividade cerebral, ajudando a entender o tempo e as áreas do cérebro envolvidas em processos específicos de tomada de decisão.

Padrões de Sinais

  1. Aumento da Atividade Cerebral: Os resultados mostraram que a atividade cerebral aumentou, especialmente nas regiões frontais, quando os participantes tomaram decisões sob incerteza. Essa atividade mais elevada indica um processo cognitivo mais engajado na hora de pesar opções.

  2. Primeira vs. Segunda Metade da Tarefa: Os participantes mostraram padrões diferentes de atividade cerebral na primeira metade em comparação com a segunda metade da tarefa. À medida que eles ganharam mais informações e experiências, ficaram mais eficientes na tomada de decisões, como indicado pelos níveis reduzidos de incerteza.

  3. Diferenças Contextuais: A atividade cerebral variou dependendo de se os participantes escolhiam buscar informações. Nos casos em que não perguntavam, a incerteza sobre o ambiente aumentava, levando a respostas cerebrais diferentes.

Essas descobertas de EEG sugerem que o cérebro se adapta conforme o nível de incerteza, ajudando a informar decisões futuras.

Estágios da Tomada de Decisão

Cada parte da tarefa correspondia a diferentes estágios da tomada de decisão:

Estágio da Primeira Escolha

Durante esse estágio, os participantes tinham que decidir se queriam pedir informações ou optar por uma escolha sem detalhes extras. As regiões do cérebro envolvidas mostraram correlações fortes com os resultados esperados, indicando seu papel em pesar o custo de ganhar informações versus seguir com um palpite.

Estágio do Primeiro Resultado

Depois de fazer uma escolha inicial, os participantes receberam feedback. Esse estágio envolveu processar os resultados e ajustar sua compreensão do ambiente. Aumentos na atividade nas áreas temporais sugeriram que o cérebro estava aprendendo ativamente e atualizando seu modelo com base em novas informações.

Estágio da Segunda Escolha

No estágio final de escolha, os participantes selecionaram entre os caminhos arriscado e seguro com base no que aprenderam. Novamente, as áreas frontais estavam super ativas, mostrando sua importância em tomar decisões informadas com base na experiência adquirida.

Estágio do Segundo Resultado

Por fim, os participantes receberam recompensas baseadas em suas escolhas. Esse estágio ofereceu uma chance de avaliar os resultados e ajustar expectativas futuras. A atividade cerebral durante essa fase continuou refletindo o processo de aprendizado, com um engajamento significativo em regiões ligadas à avaliação de recompensas e redução de incertezas.

Conclusão

A inferência ativa oferece um framework poderoso pra entender como os humanos tomam decisões sob várias incertezas. Ao examinar a relação entre exploração e exploração, os pesquisadores conseguem insights sobre os processos de pensamento por trás da tomada de decisão.

O uso de tarefas como a do bandido de dois braços contextual permite a observação direta da tomada de decisão em ação. Ao combinar evidências comportamentais com dados de EEG, os pesquisadores podem explorar mais a fundo os mecanismos neurais por trás da incerteza e escolha.

Entender como o cérebro navega por esses processos tem implicações importantes em várias áreas, incluindo psicologia, economia e neurociência. Pesquisas futuras devem expandir esses insights, proporcionando um conhecimento mais profundo sobre as dinâmicas de decisão humana em ambientes incertos.

Fonte original

Título: The Neural Correlates of Novelty and Variability in Human Decision-Making under an Active Inference Framework

Resumo: Active inference integrates perception, decision-making, and learning into a united theoretical frame-work, providing an efficient way to trade off exploration and exploitation by minimizing (expected) free energy. In this study, we asked how the brain represents values and uncertainties (novelty and variability), and resolves these uncertainties under the active inference framework in the exploration-exploitation trade-off. 25 participants performed a contextual two-armed bandit task, with electroen-cephalogram (EEG) recordings. By comparing the model evidence for active inference and rein-forcement learning models of choice behavior, we show that active inference better explains human decision-making under novelty and variability, which entails exploration or information seeking. The EEG sensor-level results show that the activity in the frontal, central, and parietal regions is associated with novelty, while activity in the frontal and central brain regions is associated with variability. The EEG source-level results indicate that the expected free energy is encoded in the frontal pole and middle frontal gyrus and uncertainties are encoded in different brain regions but with overlap. Our study dissociates the expected free energy and uncertainties in active inference theory and their neural correlates, speaking to the construct validity of active inference in characterizing cognitive processes of human decisions. It provides behavioral and neural evidence of active inference in decision processes and insights into the neural mechanism of human decisions under uncertainties.

Autores: Haiyan Wu, S. Zhang, Y. Tian, Q. Liu

Última atualização: 2024-12-12 00:00:00

Idioma: English

Fonte URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.18.558250

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2023.09.18.558250.full.pdf

Licença: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Alterações: Este resumo foi elaborado com a assistência da AI e pode conter imprecisões. Para obter informações exactas, consulte os documentos originais ligados aqui.

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