Karmaşık bir karar verirken, sorunu genellikle daha küçük (altından kalkması daha kolay) bir dizi karara böleriz.
Örneğin, bir hastanın nasıl tedavi edileceğine karar verirken, doktor bir dizi basamaktan oluşan bir hiyerarşiyi izleyebilir -Tanı testi seçerek, sonuçları yorumlayarak ve sonrasında ise bir ilaç yazarak.
Hatanın Tanısı
Seçimler dizisi istenen sonuca ulaştığında hiyerarşik kararlar vermek kolaydır. Buraya kadar sorun yok. Ancak sonuç olumsuz olduğunda, neyin yanlış gittiğini deşifre etmek bazen çok zor olabilir. Örneğin bir hasta tedaviden sonra düzelmezse, bunun birçok olası nedeni olabilir:
Belki tanı testi, yalnızca uygun zamanda doğrudur ya da belki de ilaç, hastaların sadece % 50’sinde işe yarıyordur….
Bir sonraki adımda ne yapılacağına karar vermek için, doktorun bu olasılıkları göz önünde bulundurması gerekir.
Yeni bir çalışmada, MIT sinir bilimcileri, beyinde; kararlar hiyerarşisinden sonra olası başarısızlık nedenleri hakkında nelerin olduğunu araştırdı. Sonunda beynin, ön kortekste dağılmış bir alan ağını kullanarak iki hesaplama yaptığını keşfettiler
Beyin, bir başarısızlığın en muhtemel nedenini bulmak için öncelikle her kararın sonucuna olan güveni hesaplıyor. Ardından, sebebi ayırt etmek kolay olmadığında, beyin daha fazla güven kazanmak için ek girişimlerde bulunmaya başlıyor.
MIT’nin McGovern Beyin Araştırma Enstitüsü (McGovern Institute for Brain Research) üyesi ve Robert A. Swanson Yaşam Bilimleri Profesörü (The Robert A. Swanson Career Development Professor of Life Sciences) ve çalışmanın kıdemli yazarı Mehrdad Jazayeri; “Birinin aklında bir hiyerarşi yaratmak ve sonuçlara dair akıl yürütürken bu hiyerarşiyi yönlendirmek bilişsel sinir bilimin heyecan verici sınırlarından biridir” dedi.
16 Mayıs’ta Science’da yayımlanan makalenin başyazarı ise MIT’den yüksek lisans öğrencisi Morteza Sarafyzad
Hayvan modellerinde önceki karar verme çalışmaları nispeten basit görevlere odaklanmışlardı. Bu çalışmalar bir dizi araştırma içinde, beynin anlık kanıtları değerlendirerek nasıl hızlı kararlar verdiğine odaklandılar.
Örneğin geniş bir çalışma; sinirsel substratları ve hayvanların denemeler bazında güvenilmez olan ancak onları kategorize etmeye izin veren uyarılara ait mekanizmaları incelemiş ve karakterize etmiştir.
Diğer araştırmalar ise, beynin önceki çoklu denemelerdeki sonuçlara dayanarak, çoklu seçenekler arasında nasıl seçim yaptığına odaklanmıştır.
Jazayeri, “Bunlar bizim için çok verimli çalışma hatları oldu” diyor
“Ancak, söz konusu insanlar gerçekten karar verdiklerinde olan bitense bunlar yalnızca buzdağının görünen kısmı. Kendinizi herhangi bir gerçek karar verme durumuna sokar sokmaz, -örneği bir eş seçmek, bir araba seçmek ya da bir ilacı alıp almayacağınıza karar vermek gibi-, bunlar gerçekten de karmaşık kararlar haline gelirler. Çoğu zaman kararı etkileyen birçok faktör vardır ve bu faktörler farklı zaman ölçeklerinde çalışabilir.”
MIT ekibi, beynin kararları almak için bilgiyi birden fazla zaman çizelgesinde nasıl işlediğini incelemelerini sağlayan davranışsal bir görev geliştirdi
Temel tasarım, hayvanların iki ışık parlaması arasındaki zaman aralığının 850 milisaniyeden kısa mı, yoksa daha uzun mu olmasına bağlı olarak iki göz hareketinden birini yapmasıydı.
Bu işi kıvırmak için, hayvanların görevi hiyerarşik akıl yürütme yoluyla çözmeleri gerekiyordu. İki göz hareketinden hangisinin yapılması gerektiğini belirleyen kural, 10. denemeden 28. denemeye kadar gizli olarak değiştirildi. Bu nedenle, ödül almak için hayvanların doğru kuralı seçmesi, ardından doğru zaman aralığını belirlemesi ve buna bağlı olarak doğru göz hareketini yapması gerekiyordu.
Bununla birlikte, hayvanlara değişen kurallar hakkında bilgi verilmediğinden, yanlış kuralı mı seçtikleri, yoksa zaman aralığını mı yanlış değerlendirdikleri için bir hata olduğunu kolayca belirleyemediler.
Araştırmacılar bu deneysel tasarımı, hiyerarşik akıl yürütmeyi destekleyen hesaplama ilkelerini ve sinir mekanizmalarını araştırmak için kullandılar
İnsanlardaki teori ve davranış deneyleri, olası hata nedenleri hakkında akıl yürütmenin, büyük ölçüde beynin, sürecin her adımındaki güven derecesini ölçme kabiliyetine bağlı olduğunu göstermektedir. Jazayeri, “Hiyerarşik akıl yürütme için kritik olduğu düşünülen şeylerden biri, -hiyerarşinin- farklı düğümlerinin olumsuz sonuca yol açmasının ne kadar muhtemel olduğuna ilişkin bir güven seviyesine sahip olmaktır” diyor.
Araştırmacılar, görevin zorluğunu ayarlayarak güven etkisini incelemeyi başardılar
Bazı denemelerde, iki flaş arasındaki aralık 850 milisaniyeden çok daha kısa veya daha uzundu. Bu denemeler nispeten kolaydı ve yüksek bir güven derecesi sağladı. Diğer denemelerde, hayvanlar yargılarına daha az güveniyorlardı; çünkü aralık, sınıra daha yakındı ve ayırt etmek zordu.
Araştırmacılar, varsaydıkları gibi, hayvanların davranışlarının performanslarındaki güvenlerinden etkilendiğini buldular. Aralığı değerlendirmek kolay olduğunda, hayvanlar yanlış olduklarını öğrendiklerinde diğer kurala geçmek için çok daha hızlıydı. Aralığı değerlendirmek zorlaştığındaysa, hayvanlar performanslarına daha az güveniyorlardı ve aynı kuralı değiştirmeden önce birkaç kez daha uyguluyorlardı.
“Kendinden emin olmadıklarını biliyorlar ve kendinden emin olmazlarsa, kuralın mutlaka değişmesi gerekmediğini biliyorlar. Aralık kararlarında bir hata yaptıklarının farkındalar.”
Karar Verme Derecesi
Araştırmacılar, her denemenin bitmesinden hemen sonra frontal korteksteki sinir aktivitesini kaydederek, hiyerarşik karar vermenin anahtarı olan iki bölgeyi belirlemeyi başardılar. Her iki ön bölgedeki cingulate cortex (ACC) ve dorsomedial frontal korteks (DMFC) olarak bilinen bölgelerin, hayvanların yanlış bir cevap hakkında bilgilendirilmesinden sonra aktif hale geldiğini buldular.
Araştırmacılar, sinirsel aktiviteyi hayvanların davranışlarıyla ilgili olarak analiz ettiklerinde, her iki bölgedeki nöronların da hayvanların olası bir kural değiştirme konusundaki inancına işaret ettiğini ortaya çıkardılar.
Hayvanların inancına ilişkin nöron etkinliği, özellikle hayvanlar kolay bir denemede ard arda hatalar yaptıktan sonra “daha yüksek” oldu.
Ne Olduğunu Biliyorsak, İstediğimiz Zaman Olmasını Sağlayabilir Miyiz?
Araştırmacılar ayrıca, bu alanların benzer aktivite davranışları göstermesine rağmen, ACC’nin karar stratejilerini değiştirmede merkezi bir rol oynadığını öne sürerek, özellikle hayvanın kuralları ne zaman değiştireceğini öngören bir aktivite olduğunu tespit ettiler. Gerçekten de, araştırmacılar ACC’deki nöral aktivitenin doğrudan manipülasyonunun hayvanların rasyonel davranışlarına müdahale etmek için yeterli olduğunu buldular.
Jazayeri, “Ön kortekste bu iki bölgeyi içeren dağılmış bir devre var ve tıpkı görevin istediği gibi hiyerarşik olarak örgütlenmiş görünüyorlar” diyor.
Çalışmanın orijinaline aşağıdaki bağlantıdan ulaşabilirsiniz
Morteza Sarafyazd, Mehrdad Jazayeri. Hierarchical reasoning by neural circuits in the frontal cortex. Science, 2019; 364 (6441): eaav8911 DOI: 10.1126/science.aav8911
