Comment les erreurs nous aident à nous étudier efficacement et à étudier le monde

Un livre du neuroscientifique cognitif Stephen M. La « métapensée » de Fleming est consacrée à la connaissance de soi. Il décrit les mécanismes qui aident les gens à découvrir et à réfléchir sur leurs pensées. Fleming explique pourquoi nous trouvons parfois plus facile de croire un étranger que nos propres souvenirs d'enfance. décrit ce qui arrive au cerveau lorsque nous essayons mais ne nous souvenons pas d'un mot, et touche les autres sujets intéressants.

Avec la permission d'Individuum, nous publions un extrait abrégé du chapitre "Algorithmes de maîtrise de soi" expliquant pourquoi une personne ne peut pas se développer si elle ne fait pas d'erreurs.

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L'une des premières études sur la façon dont nous repérons nos propres erreurs a été réalisée par le psychologue Patrick Rabbitt dans les années 1960. Il a inventé un complexe monotone une tâche dans laquelle les sujets devaient appuyer sur des boutons en réponse à une séquence de chiffres. Cependant, la tâche elle-même n'avait pas beaucoup d'importance. L'astuce consistait à demander aux sujets d'appuyer sur un bouton séparé s'ils remarquaient qu'ils avaient fait une erreur. Rabbitt a mesuré avec précision le temps qu'il a fallu pour appuyer sur ce bouton et a constaté que les gens sont capables de corriger leurs propres erreurs extrêmement rapidement. En fait, les sujets ont réalisé qu'ils avaient fait une erreur, en moyenne, 40 millisecondes plus vite qu'ils ne réagissaient aux stimuli externes. Cette analyse élégante et simple a prouvé que le cerveau est capable de suivre et de détecter ses propres erreurs grâce à des calculs internes efficaces indépendants des signaux du monde extérieur.

Un processus rapide de recherche de bogues peut conduire à une solution tout aussi rapide.

Lors d'une décision simple sur l'appartenance de tel ou tel stimulus à la catégorie A ou B, après des dizaines de millisecondes après avoir appuyé sur le mauvais bouton, les muscles qui contrôlent la bonne réponse commencent à se contracter, essayant de corriger l'erreur. Et si les processus correctifs se produisent assez rapidement, ils peuvent même l'empêcher. Par exemple, au moment où les muscles se contractent pour appuyer sur le bouton et envoyer message irréfléchi, Nous nous avons le temps acquérir des preuves supplémentaires de l'échec de cette entreprise et s'abstenir au dernier moment d'un clic de souris fatal.

Des décennies après l'expérience de Rabbitt, les scientifiques ont commencé à découvrir des processus cérébraux qui favorisent la recherche de défauts internes. Alors qu'il travaillait sur sa thèse de doctorat, publiée en 1992, le psychologue William Gering a écrit électroencéphalogrammes (EEG) des participants à une expérience qui ont effectué des tâches complexes. Un EEG utilise un réseau de petites électrodes qui détectent de manière non invasive les modifications du champ électrique causées par l'activité combinée de milliers de neurones dans le cerveau. Hering a découvert que moins de 100 millisecondes après avoir commis une erreur, une onde spéciale apparaît dans le cerveau. La vitesse de cette réaction aide à expliquer ce que Rabbitt a découvert, à savoir la capacité des gens à rapidement réaliserqu'ils ont fait une erreur, avant même qu'ils en soient informés.

Cette activité cérébrale est connue sous le nom de négativité liée à l'erreur, ou ERN, que les psychologues modernes appellent affectueusement la réponse "Merde !".

Aujourd'hui, nous savons que cette réaction se produit à la suite d'erreurs dans l'exécution d'une grande variété de tâches (de presser boutons jusqu'à la lecture à haute voix) et est généré par la zone cérébrale située au centre du lobe frontal, la zone dorsale de la partie antérieure cortex cingulaire. Cette preuve neuronale révélatrice de l'auto-surveillance est trouvée très tôt. développement personne. Dans une expérience, des bébés de 12 mois ont vu différentes images sur un écran d'ordinateur tout en enregistrant leurs mouvements oculaires. Parfois, on leur montrait un visage humain, et si les bébés le regardaient directement, ils étaient récompensés par de la musique et des lumières colorées clignotantes. Si l'enfant n'a pas regardé l'image du visage, cela a été considéré comme une erreur dans le contexte de l'expérience - il n'a pas effectué une action pour laquelle il aurait reçu une récompense. Dans de tels cas, les enregistrements EEG reflétaient clairement la NSO, même si la réaction était un peu en retard par rapport aux adultes.

NSO peut être considéré comme un cas particulier du signal "erreur prédictive". Le nom « erreurs prédictives » est explicite: ce sont des erreurs dans nos prédictions du futur, qui sont également un élément clé des algorithmes qui aident à étudier efficacement le monde. Pour comprendre comment les erreurs prédictives nous aident dans ce domaine, imaginez qu'un nouveau café ouvre près de votre bureau. Vous ne savez toujours pas à quel point c'est bon, mais ses propriétaires se sont assurés d'acheter une machine à café de première classe et de créer une bonne ambiance. Vous avez de grandes attentes - vous supposez que café sera bon, même s'ils ne l'ont pas encore bu. Enfin, vous l'essayez pour la première fois et découvrez qu'il n'est pas seulement bon - vous n'avez pas bu un aussi merveilleux espresso depuis longtemps. Parce que le café a dépassé vos attentes, vous mettez à jour votre devis et le café devient votre nouvelle étape préférée sur le chemin du travail.

Imaginez maintenant que plusieurs semaines se sont écoulées. Les baristas se sont détendus et le café n'est plus aussi bon qu'avant. Cela peut toujours être bon, mais compte tenu de vos attentes accrues, vous percevez ce qui se passe comme une erreur négative dans votre prédiction et pouvez devenir encore plus déçu.

La capacité de faire et de mettre à jour des prédictions dépend d'une substance chimique cérébrale bien connue appelée dopamine.

La dopamine est non seulement célèbre, mais souvent mal comprise - dans les médias populaires, on l'appelle "l'hormone du plaisir". Il est vrai que les niveaux de dopamine monte de ce que nous aimons: l'argent, la nourriture, le sexe, etc. Cependant, l'idée que la dopamine signale simplement la nature gratifiante de l'expérience est trompeuse. Dans les années 1990, le neuroscientifique Wolfram Schultz a mené une expérience devenue un classique. Il a enregistré chez des singes des signaux envoyés par des cellules du mésencéphale qui produisent de la dopamine et la délivrent à d'autres zones du cerveau. Schultz a appris aux singes qu'après avoir allumé la lumière dans la pièce, on leur donnait du jus. Au début, les cellules dopaminergiques répondaient au jus, ce qui était cohérent avec la théorie du plaisir. Mais au fil du temps, les animaux ont commencé à comprendre que l'allumage de la lumière précède toujours le jus - ils ont appris à s'attendre à du plaisir - et la réponse dopaminergique. disparu.

Une explication élégante du modèle de réponse de la dopamine dans ces expériences est qu'il a aidé le cerveau à suivre les erreurs dans les prédictions des singes. Au début, le jus était une surprise pour les singes, tout comme un bon café dans un nouvel endroit était une surprise pour vous. Mais au fil du temps, les singes ont commencé à attendre du jus chaque fois que les lumières s'allumaient, tout comme nous attendons un bon café chaque fois que nous entrons dans un café. Presque simultanément avec les expériences de Schulz, les neuroscientifiques computationnels Peter Diane et Reed Montague a travaillé sur le développement d'une théorie psychologique classique de l'apprentissage par essai et les erreurs.

Selon cette célèbre théorie, le modèle Rescorla-Wagner, l'apprentissage ne se produit que si les événements sont inattendus.

Cela se comprend même intuitivement: si le café d'aujourd'hui est le même qu'hier, nous n'avons pas besoin de changer la note que nous avons attribuée au café. Vous n'avez rien à apprendre. Diane et Montagu ont démontré que des variantes de cet algorithme sont en excellent accord avec la réponse de la dopamine neurones. Peu de temps après la publication des travaux de Schulz et Diane et Montague, une série d'études menées par mon ancien directeur, Ray Dolan, a révélé que la réaction neurones dans les zones du cerveau humain qui reçoivent un signal de dopamine est entièrement compatible avec ce qui se passe lorsqu'un signal prédictif est reçu. erreur. Ces études ont montré que le calcul des erreurs prédictives et leur utilisation pour mettre à jour notre perception du monde mensonge au cœur du fonctionnement du cerveau.

Armés d'une compréhension des erreurs prédictives, nous commençons à voir à quel point ces calculs sont importants pour l'auto-surveillance. Parfois, nous recevons directement des commentaires positifs ou négatifs sur nos activités - par exemple, lorsque nous terminons un devoir scolaire ou découvrons que nous avons battu un record personnel dans un semi-marathon distances. Mais dans de nombreux domaines de la vie quotidienne, la rétroaction peut être moins perceptible ou inexistante. Par conséquent, il est raisonnable de considérer que l'ONS reflète un signal interne sur rémunération Ou, plus exactement, son absence. Il exprime la différence entre ce que nous attendions (nous avons réussi) et ce qui s'est réellement passé (une erreur s'est produite).

Imaginez-vous assis au piano pour jouer une mélodie simple. Chaque note a son propre son, mais il serait étrange de dire que l'une d'elles est « meilleure » ou « moins bonne » que l'autre. Joué seul, le la n'est pas meilleur qu'un sol dièse. Mais dans le contexte de la mélodie qui ouvre le Concerto pour piano en la mineur d'Edvard Grieg, le sol dièse joué par erreur au lieu du la fera frissonner les auditeurs. Même s'il n'y a pas de rétroaction externe, le mauvais note est une erreur dans le contexte de l'exécution attendue. En suivant ces erreurs, le cerveau peut appréciers'il fonctionne bien ou mal, même en l'absence de commentaires explicites.

Par définition, les erreurs ne se produisent généralement pas lorsque nous nous y attendons, sinon nous pourrions être en mesure de les prévenir.

Cette caractéristique de l'erreur humaine est utilisée pour un effet comique dans l'un de mes croquis préférés de "Spectacle rapide". Son personnage, Old Man Unlucky Alf, se tourne vers la caméra et dit avec un fort accent anglais du Nord: « Tu vois ça là-bas? Ils creusent un sacré trou au bout de la route. Avec ma chance, je suis sûr que je tomberai dedans." Nous le regardons attentivement alors qu'il erre lentement le long de la route, jusqu'à ce que soudain une forte rafale de vent se lève et l'envoie dans un trou. La préparation, la prévoyance et pourtant l'inévitabilité de la catastrophe - c'est ce qui rend ce sketch amusant. On s'étonne des erreurs justement parce qu'on ne s'y attend pas et, comme Homer Simpson, s'exclamer "Aïe !", étant déjà confronté à un fait.

Ainsi, un moyen efficace de faire de l'auto-surveillance est de faire des prédictions sur la façon dont nous nous débrouillons bien et de voir si nous nous débrouillons bien.

Le livre "Metathinking" aidera à comprendre comment fonctionne l'esprit humain du point de vue des neurosciences. Il est utile pour ceux qui veulent apprendre à mieux se comprendre et comprendre les autres.

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