Як людський мозок долає складні завдання: новаторське дослідження

Новітні наукові розробки проливають світло на механізми, за допомогою яких людина ефективно вирішує задачі, що вимагають значних когнітивних зусиль. Вчені продемонстрували, як поєднуються два фундаментальні мисленнєві процеси: ієрархічне та контрфактуальне мислення. Це відкриття не лише поглиблює наше розуміння функціонування людського мозку, але й відкриває перспективи для створення більш досконалих моделей штучного інтелекту.

Ієрархічне мислення передбачає сприйняття світу як структурованої системи з чіткими рівнями підпорядкування та контролю. Натомість, контрфактуальне мислення дає змогу уявляти альтернативні варіанти розвитку подій, розмірковуючи над тим, як могли б змінитися обставини за іншого сценарію.

Під час експерименту учасникам було запропоновано спрогнозувати траєкторію руху кульки, яка переміщалася лабіринтом з чотирма розгалуженнями. Саму кульку не було видно, а інформація надходила лише у вигляді двох звукових сигналів, що вказували на її проходження певних точок. Це завдання вимагало одночасного відстеження чотирьох можливих шляхів, що перевищує природні можливості людського сприйняття. Саме це обмеження дозволило дослідникам з’ясувати, як люди долають подібні виклики: виявилося, вони не прагнуть до ідеального розв’язання, а обирають практичні компроміси.

Для ефективного вирішення складних завдань мозок комбінує різноманітні типи мислення.

Результати експерименту показали, що більшість учасників спершу подумки обирали один із можливих напрямків на першій розвилці та зосереджувалися на ньому. Якщо другий звуковий сигнал не відповідав їхнім очікуванням, деякі учасники переглядали початкове рішення, але не всі. Перемикання між гіпотетичними сценаріями потребує залучення короткочасної пам’яті, надійність якої може суттєво відрізнятися в різних людей. Отже, обрана стратегія залежала від індивідуальної впевненості у власній пам’яті: за високої впевненості учасники схильні переглядати гіпотези, а за низької – дотримувалися початкового варіанту.

Для детального аналізу було розроблено комп’ютерні моделі, які враховували індивідуальні особливості кожного учасника: точність сприйняття часу, якість короткочасної пам’яті, стратегічні вподобання. Ці моделі підтвердили, що реальні моделі поведінки найточніше відображає поєднання ієрархічного та контрфактуального мислення. Люди не намагаються охопити весь обсяг інформації одразу – вони розбивають завдання на етапи та використовують спрощені правила для вирішення кожного з них.

Найефективнішим підходом для людини є поетапне вирішення завдань.

Додатково, команда провела навчання нейромережевої моделі, здатної точно відстежувати рух кульки. Без обмежень, штучний інтелект демонстрував ідеальний результат. Однак, коли в модель штучно внесли обмеження, що імітують реальні когнітивні недоліки людини – наприклад, обмеження пам’яті або неможливість паралельної обробки кількох варіантів – алгоритм почав застосовувати ті ж стратегії, що й реальні люди. Це підтвердило гіпотезу про те, що людський мозок діє максимально раціонально в межах своїх обмежень, обираючи найефективніші ментальні шляхи за заданих умов.

Порада від Вісті в Україні:

Це дослідження відкриває цінні інсайти щодо того, як ми справляємося зі складними завданнями. Розуміння цих механізмів допоможе вам оптимізувати власний процес навчання та вирішення проблем, застосовуючи більш ефективні стратегії, зокрема, розбиваючи великі завдання на менші, керовані етапи, та свідомо використовуючи як ієрархічний, так і контрфактуальний підходи.

Подробиці можна знайти на сайті: dvorec.ru