Wie Fehler uns helfen, uns selbst und die Welt effektiv zu studieren

Ein Buch des kognitiven Neurowissenschaftlers Stephen M. Flemings „Metathinking“ widmet sich der Selbsterkenntnis. Es beschreibt die Mechanismen, die Menschen dabei helfen, ihre Gedanken zu entdecken und zu reflektieren. Fleming erklärt, warum es uns manchmal leichter fällt, einem Fremden zu glauben als unseren eigenen Kindheitserinnerungen. beschreibt, was mit dem Gehirn passiert, wenn wir es versuchen, uns aber kein Wort merken können, und berührt andere interessante Themen.

Mit Genehmigung von Individuum veröffentlichen wir einen gekürzten Auszug aus dem Kapitel „Selbstkontrollalgorithmen“ darüber, warum sich ein Mensch nicht entwickeln könnte, wenn er keine Fehler machte.

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Eine der ersten Studien darüber, wie wir unsere eigenen Fehler erkennen, wurde in den 1960er Jahren vom Psychologen Patrick Rabbitt durchgeführt. Er hat sich einen Komplex ausgedacht eintönig eine Aufgabe, bei der die Probanden als Reaktion auf eine Zahlenfolge Knöpfe drücken mussten. Die Aufgabe selbst spielte jedoch keine große Rolle. Der Trick bestand darin, dass die Probanden aufgefordert wurden, einen separaten Knopf zu drücken, wenn sie bemerkten, dass sie einen Fehler gemacht hatten. Rabbitt hat die Zeit, die zum Drücken dieses Knopfes benötigt wurde, genau gemessen und herausgefunden, dass Menschen ihre eigenen Fehler extrem schnell korrigieren können. Tatsächlich erkannten die Probanden im Durchschnitt 40 Millisekunden schneller, dass sie einen Fehler gemacht hatten, als sie auf äußere Reize reagierten. Diese elegante und einfache Analyse bewies, dass das Gehirn in der Lage ist, seine eigenen Fehler durch effiziente interne Berechnungen unabhängig von Signalen der Außenwelt zu verfolgen und zu erkennen.

Eine schnelle Fehlersuche kann zu einer ebenso schnellen Lösung führen.

Wenn Sie nach mehreren zehn Millisekunden eine einfache Entscheidung darüber treffen, ob dieser oder jener Reiz zur Kategorie A oder B gehört Nach dem Drücken der falschen Taste beginnen sich die Muskeln, die die richtige Antwort steuern, zusammenzuziehen und versuchen, den Fehler zu korrigieren. Und wenn Korrekturmaßnahmen schnell genug erfolgen, können sie sogar verhindern. Zum Beispiel, wenn sich die Muskeln zusammenziehen, um den Knopf zu drücken und zu senden gedankenlose Nachricht, Wir wir haben Zeit zusätzliche Beweise für das Scheitern dieses Unterfangens beschaffen und im letzten Moment von einem fatalen Mausklick absehen.

Jahrzehnte nach Rabbitts Experiment begannen Wissenschaftler, Gehirnprozesse zu entdecken, die die interne Fehlersuche fördern. Während er an seiner 1992 veröffentlichten Doktorarbeit arbeitete, schrieb der Psychologe William Gering Elektroenzephalogramme (EEG) von Teilnehmern eines Experiments, die komplexe Aufgaben ausgeführt haben. Bei einem EEG wird ein Netzwerk kleiner Elektroden verwendet, das nicht-invasiv Veränderungen im elektrischen Feld erkennt, die durch die kombinierte Aktivität Tausender Neuronen im Gehirn verursacht werden. Hering entdeckte, dass weniger als 100 Millisekunden nach einem Fehler eine spezielle Welle im Gehirn auftritt. Die Geschwindigkeit dieser Reaktion erklärt, was Rabbitt entdeckt hat, nämlich die Fähigkeit des Menschen, schnell zu reagieren realisierendass sie einen Fehler gemacht haben, noch bevor sie es erfahren.

Diese Gehirnaktivität ist als fehlerbedingte Negativität oder ERN bekannt, die moderne Psychologen liebevoll als „Verdammt!“-Reaktion bezeichnen.

Heute wissen wir, dass diese Reaktion auf Fehler bei der Ausführung verschiedenster Aufgaben (vom Pressen) zurückzuführen ist Tasten bis zum Vorlesen) und wird von dem Gehirnbereich erzeugt, der sich in der Mitte des Frontallappens, der dorsalen Zone des Frontallappens, befindet cingulärer Kortex. Dieser aussagekräftige neuronale Beweis für die Selbstüberwachung wird schon früh gefunden. Entwicklung Person. In einem Experiment wurden 12 Monate alten Babys verschiedene Bilder auf einem Computerbildschirm gezeigt, während sie ihre Augenbewegungen aufzeichneten. Manchmal wurde ihnen ein menschliches Gesicht gezeigt, und wenn die Babys es direkt ansahen, wurden sie mit Musik und blinkenden bunten Lichtern belohnt. Wenn das Kind das Bild des Gesichts nicht betrachtete, wurde dies im Kontext des Experiments als Fehler gewertet – es hat keine Aktion ausgeführt, für die es eine Belohnung erhalten hätte. In solchen Fällen spiegelten die EEG-Aufzeichnungen eindeutig NSO wider, auch wenn die Reaktion so war etwas verspätet im Vergleich zu Erwachsenen.

NSO kann als Sonderfall des „Predictive Error“-Signals betrachtet werden. Der Name „Vorhersagefehler“ ist selbsterklärend: Es handelt sich um Fehler in unseren Zukunftsvorhersagen, die auch eine Schlüsselkomponente von Algorithmen sind, die dabei helfen, die Welt effektiv zu studieren. Um zu verstehen, wie uns Vorhersagefehler dabei helfen, stellen Sie sich vor, dass in der Nähe Ihres Büros ein neues Café eröffnet wird. Man weiß immer noch nicht, wie gut es ist, aber die Besitzer haben darauf geachtet, eine erstklassige Kaffeemaschine zu kaufen und eine tolle Atmosphäre zu schaffen. Sie haben hohe Erwartungen – davon gehen Sie aus Kaffee wird gut sein, obwohl sie es noch nicht getrunken haben. Schließlich probiert man es zum ersten Mal und stellt fest, dass es nicht nur gut ist – einen so wunderbaren Espresso hat man schon lange nicht mehr getrunken. Da der Kaffee Ihre Erwartungen übertroffen hat, aktualisieren Sie Ihren Kostenvoranschlag und das Café wird zu Ihrer neuen Lieblingsstation auf dem Weg zur Arbeit.

Stellen Sie sich nun vor, dass mehrere Wochen vergangen sind. Die Baristas haben sich entspannt und der Kaffee ist nicht mehr so ​​gut wie früher. Es mag immer noch gut sein, aber angesichts Ihrer gestiegenen Erwartungen empfinden Sie das Geschehen als einen negativen Fehler in Ihrer Vorhersage und werden möglicherweise noch enttäuschter.

Die Fähigkeit, Vorhersagen zu treffen und zu aktualisieren, hängt von einer bekannten Gehirnchemikalie namens Dopamin ab.

Dopamin ist nicht nur berühmt, sondern wird oft missverstanden – in den populären Medien wird es als „Lusthormon“ bezeichnet. Es ist wahr, dass der Dopaminspiegel erhebt sich von dem, was wir mögen: Geld, Essen, Sex und so weiter. Die Vorstellung, dass Dopamin lediglich den lohnenden Charakter der Erfahrung signalisiert, ist jedoch irreführend. In den 1990er Jahren führte der Neurowissenschaftler Wolfram Schultz ein Experiment durch, das zu einem Klassiker geworden ist. Er registrierte bei Affen Signale, die von Mittelhirnzellen gesendet wurden, die Dopamin produzieren und es an andere Bereiche des Gehirns weitergeben. Schultz brachte den Affen bei, dass sie nach dem Einschalten des Lichts im Raum etwas Saft bekamen. Zunächst reagierten Dopaminzellen auf den Saft, was mit der Lusttheorie übereinstimmte. Aber mit der Zeit begannen die Tiere zu verstehen, dass das Einschalten des Lichts immer dem Saft vorausgeht – sie lernten, Vergnügen zu erwarten – und der Dopamin-Reaktion verschwunden.

Eine elegante Erklärung des Dopamin-Reaktionsmusters in diesen Experimente ist, dass es dem Gehirn dabei half, Fehler in Affenvorhersagen zu verfolgen. Saft war zunächst eine Überraschung für die Affen, genauso wie guter Kaffee an einem neuen Ort eine Überraschung für Sie war. Aber mit der Zeit erwarteten die Affen jedes Mal, wenn das Licht anging, Saft, so wie wir jedes Mal guten Kaffee erwarten, wenn wir ein Café betreten. Fast zeitgleich mit Schulz‘ Experimenten haben die Computerneurowissenschaftler Peter Diane und Reed Montague arbeitete an der Entwicklung einer klassischen psychologischen Theorie des Lernens durch Ausprobieren und Fehler.

Nach dieser berühmten Theorie, dem Rescorla-Wagner-Modell, findet Lernen nur dann statt, wenn Ereignisse unerwartet sind.

Das ist sogar intuitiv verständlich: Wenn der heutige Kaffee derselbe ist wie gestern, müssen wir die Bewertung, die wir dem Café gegeben haben, nicht ändern. Sie müssen nichts lernen. Diane und Montagu zeigten, dass Varianten dieses Algorithmus hervorragend mit der Reaktion von Dopamin übereinstimmen Neuronen. Kurz nach der Veröffentlichung der Arbeiten von Schulz und Diane und Montague ergab eine Reihe von Studien meines ehemaligen Betreuers Ray Dolan, dass die Reaktion Neuronen in Bereichen des menschlichen Gehirns, die ein Dopaminsignal empfangen, stimmt vollständig mit dem überein, was passiert, wenn ein prädiktives Signal empfangen wird. Fehler. Diese Studien haben gezeigt, dass Vorhersagefehler berechnet und genutzt werden können, um unsere Wahrnehmung der Welt zu aktualisieren Lüge im Kern der Funktionsweise des Gehirns.

Mit einem Verständnis für Vorhersagefehler beginnen wir zu erkennen, wie wichtig solche Berechnungen für die Selbstüberwachung sind. Manchmal erhalten wir direkt positives oder negatives Feedback zu unseren Aktivitäten − Zum Beispiel, wenn wir eine Schulaufgabe erledigen oder herausfinden, dass wir im Halbmarathon einen persönlichen Rekord gebrochen haben Entfernungen. In vielen Bereichen des täglichen Lebens ist das Feedback jedoch möglicherweise weniger spürbar oder gar nicht vorhanden. Daher ist es vernünftig anzunehmen, dass das NSO ein internes Signal widerspiegelt Vergütung Oder genauer: seine Abwesenheit. Es drückt den Unterschied zwischen dem aus, was wir erwartet haben (es ist uns gelungen) und dem, was tatsächlich passiert ist (ein Fehler ist aufgetreten).

Stellen Sie sich vor, Sie setzen sich ans Klavier und spielen eine einfache Melodie. Jede Note hat ihren eigenen Klang, aber es wäre seltsam zu sagen, dass eine davon „besser“ oder „schlechter“ ist als die andere. Allein gespielt ist A nicht besser als ein Gis. Aber im Kontext der Melodie, die das Klavierkonzert in a-Moll von Edvard Grieg eröffnet, lässt das fälschlicherweise gespielte Gis statt A den Zuhörer erschauern. Auch wenn es kein externes Feedback gibt, ist es falsch Notiz ist vor dem Hintergrund der erwarteten Ausführung ein Fehler. Solche Fehler verfolgt das Gehirn schätzen kannob er gute oder schlechte Leistungen erbringt, auch ohne explizites Feedback.

Per Definition passieren Fehler normalerweise nicht dann, wenn wir es erwarten, sonst könnten wir sie vielleicht verhindern.

Dieses Merkmal menschlichen Versagens wird in einer meiner Lieblingsskizzen aus für einen komischen Effekt genutzt „Schnelle Show“. Seine Figur, Old Man Unlucky Alf, dreht sich zur Kamera und sagt mit starkem nordenglischen Akzent: „Sehen Sie das da drüben? Sie graben ein verdammt großes Loch am Ende der Straße. Wenn ich Glück habe, werde ich sicher hineinfallen. Gespannt beobachten wir, wie er langsam die Straße entlang wandert, bis plötzlich ein starker Windstoß aufkommt und ihn in ein Loch bläst. Bereitschaft, Weitsicht und doch die Unvermeidlichkeit einer Katastrophe – das macht diesen Sketch lustig. Wir wundern uns über Fehler gerade deshalb, weil wir sie nicht erwarten, und so weiter Homer Simpson, rufe aus „Au!“, bereits mit einer Tatsache konfrontiert.

Daher besteht eine wirksame Möglichkeit zur Selbstüberwachung darin, Vorhersagen darüber zu treffen, wie es uns gut geht, und zu sehen, ob es uns gut geht.

Das Buch „Metathinking“ wird aus neurowissenschaftlicher Sicht helfen, die Funktionsweise des menschlichen Geistes zu verstehen. Es ist nützlich für diejenigen, die lernen möchten, sich selbst und andere besser zu verstehen.

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