本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
我們都會遇到這種情況:你一整天都在辦公室裡避免吃餅乾罐裡的餅乾,但當你在傍晚路過它時,你的手伸進去抓起了一塊餅乾。在你意識到之前,你已經在擦嘴邊的餅乾屑了。或者,在去新工作的路上,你被收音機裡的新聞報道分散了注意力。當報道結束時,你抬頭一看,發現自己已經在老工作的地方了,想知道自己是怎麼到那裡的。
這是怎麼回事?我們如何在甚至沒有意識到自己在做什麼的情況下執行復雜的行為?神經科學和心理學幫助回答了這個問題。第一步是將大腦視為多個學習和控制過程,而不是一個單一的實體,每個過程都可以控制行為。換句話說,我們是由幾個不同的“自我”(“我真不敢相信我讓自己吃了那塊餅乾!”)組成的,而這些自有時會發生衝突。
通過了解神經科學家如何看待目標導向(或“有意識”)和習慣性(或“自動”)這兩個過程,我們可以更好地理解它們。安東尼·狄金森及其同事在 20 世紀 80 年代初在英國劍橋大學進行的一系列優雅的實驗清楚地揭示了目標導向過程和習慣性過程之間的行為差異。基本上,在訓練階段,對一隻老鼠進行訓練,讓它按壓槓桿以獲得一些食物。然後,在第二階段,將老鼠放在一個沒有槓桿的不同籠子裡,給它食物,但只要它吃了食物就會生病。這導致老鼠“貶低”了食物,因為它將食物與生病聯絡起來,而沒有直接將按壓槓桿的動作與生病聯絡起來。最後,在測試階段,將老鼠放回原來的帶槓桿的籠子裡。(為了防止額外的學習,在測試階段沒有提供食物。)經過廣泛訓練階段的老鼠在測試階段繼續按壓槓桿,即使食物已經被貶低;它們的行為被稱為習慣性的。經過適度訓練階段的老鼠則沒有這樣做,它們的行為被稱為目標導向的。
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參考圖 1,目標導向行為的解釋是,老鼠使用對行為後果或結果的明確預測來選擇該行為。如果老鼠想要食物,它就會按壓槓桿,因為它預測按壓槓桿會提供食物。如果食物已被貶值,老鼠就不會按壓槓桿。習慣性行為的解釋是,行為與執行該行為的情境之間存在很強的關聯。老鼠看到槓桿時就會按壓槓桿,而不是因為預測的結果。
大衛·尼爾(在南加州大學工作期間)及其同事的最新研究在人類身上以一種更受歡迎的場景說明了這種型別的行為:在電影院吃爆米花。一些參與者被給予新鮮爆米花,而另一些參與者被給予不新鮮的爆米花。大多數被給予新鮮爆米花的參與者都吃了新鮮爆米花。在那些被給予不新鮮爆米花的人中,那些通常在電影院吃爆米花的人吃了不新鮮的爆米花——他們的行為是習慣性的。那些通常不在電影院吃爆米花的人吃的不新鮮爆米花較少——他們的行為受目標導向控制。
這兩個獨立的過程主要由大腦中不同的網路介導。對涉及目標導向過程的網路的損害,包括前額葉皮層和基底神經節的背內側紋狀體,會導致習慣性過程支配行為。這是有道理的,因為位於前額後面的前額葉皮層具有工作記憶能力,可以暫時表示期望的結果,例如食物獎勵或爆米花,從而引發該行為。另一方面,對涉及習慣性過程的網路的損害,包括感覺運動皮層和背外側紋狀體,會導致目標導向過程支配行為。
目標導向過程和習慣性過程都可以產生行為。那麼,我們為什麼兩者都有呢?從功能角度來看,它們各有優缺點,因此適用於在不同情況下控制行為。目標導向過程使用環境模型來預測每個行為的可能結果。它們是深思熟慮的,因為您使用模型在腦海中遍歷不同的行為甚至行為序列,然後執行您預測將產生期望結果的行為。這就像使用城市地圖(其中地圖是環境模型)從 A 點導航到 B 點(參見圖 2)。目標導向控制的優點是它非常靈活,並且不需要太多經驗:只要您的地圖準確,您就可以從任何點導航到任何其他點,即使在您從未去過的城市也是如此。(這種方案類似於美國心理學家愛德華·托爾曼在 20 世紀 40 年代後期描述的用於控制行為的認知地圖的使用。)
當然,目標導向控制提供的通用性是有代價的:它需要認知努力——記憶和計算——才能表示環境模型並在模型中搜索以選擇最佳行為。另一方面,習慣性控制要簡單得多,因為它僅依賴於您所處的“狀態”或環境情境與行為之間的關聯。這種關聯越強,您就越有可能從該狀態中選擇該行為。
習慣性過程是透過經驗訓練的:如果您經常從相同的狀態執行一個行為(例如在 Pleasant Street 和 Main Street 的交叉路口左轉),並且該行為的結果是好的(您到達了目的地),則狀態和行為之間關聯的強度將增加(參見圖 2)。(這種訓練方案類似於美國心理學家愛德華·桑代克在 20 世紀初描述的效果律。)目標導向過程可以產生這種經驗,直到習慣性過程得到充分訓練,但經驗也可以透過隨機嘗試不同的行為來產生。
如果在您執行行為後,您最終進入另一個狀態,其中與另一個行為有很強的關聯,並且從那裡您最終進入又一個狀態,其中與一個行為有很強的關聯,習慣性過程允許您執行一系列行為,而無需太多認知努力。因此,即使是複雜的行為,例如在開車上班時進行一系列轉彎,也可以在習慣性控制下繼續進行,只要事情按預期進行即可。但是,如果您最終進入一個意外狀態,例如,如果您的常用路線的一部分因施工而關閉,您可能會恢復為目標導向控制。
我們都熟悉幾乎不費意識的行動(你上次考慮輸入密碼的每個字元是什麼時候?),早期的心理學家注意到了這種控制的優勢。美國心理學家和哲學家威廉·詹姆斯在他 1890 年出版的開創性著作《心理學原理》中指出,如果沒有習慣性過程,“我們將無法完成日常任務,因為每個小動作,如繫鞋帶或穿衣服,都需要如此多的意識努力,以至於我們會精疲力竭。……我們日常生活中越多的細節可以交給自動化的毫不費力的保管,我們更高層次的思維能力就越能解放出來,用於他們自己合適的工作。”透過使用習慣性過程來控制日常行為,我們可以將我們的目標導向過程用於其他目的,例如推理更長期的計劃或並行執行其他行為。
因此,目標導向過程是深思熟慮的、靈活的,並且不需要太多訓練,但它們需要大量的認知努力。習慣性過程需要的認知努力很少,但它們不如目標導向過程靈活,並且需要一些訓練。前者更適用於需要靈活性和意外發生時,但後者更適用於行為是例行公事且事情以一致方式進行時。假設這兩個過程都可用,大腦如何在它們之間進行仲裁?這是一個仍然很大程度上沒有解決的重要問題,但理論研究提供了可能的解釋。紐約大學的納撒尼爾·道及其同事認為,每個過程都與確定性或置信度的度量相關聯,並且一個單獨的仲裁過程在任何給定情況下選擇兩者中更確定的一個。我的一項研究表明,習慣性過程的簡單性導致它們比目標導向過程更快地引發行動。狄金森及其同事認為,當結果傳遞率(例如食物)不再隨著行為率(例如按壓槓桿)的增加而增加時,習慣性過程占主導地位。在這三種情況下,隨著經驗的積累,控制權從目標導向過程轉移到習慣性過程。此外,目標導向過程可以主動抑制習慣性過程,儘管抑制習慣性過程以及確定適當的行為可能比僅確定適當的行為需要更多的認知努力。
最後,一些行為障礙可以用目標導向過程和習慣性過程之間的不平衡來解釋。強迫症或藥物成癮的一些症狀可能是由於習慣性過程過於強烈,甚至思維習慣過於強烈:你“知道”你不需要第三次撥動燈開關,或者你不應該伸手去拿香菸,但你還是這樣做了。另一方面,最近關於帕金森病的一項理論指出,通往背外側紋狀體的多巴胺投射(介導習慣性過程)比通往背內側紋狀體的投射(介導目標導向過程)發生得更早。隨著疾病的進展,受習慣性過程控制的行為會越來越少,甚至日常行為也必須透過相對緩慢、深思熟慮的目標導向過程來執行。
更好地理解目標導向過程和習慣性過程之間的差異,可以讓我們更好地理解自己的行為。您可能會考慮從目標導向過程的角度改變您的行為,並就此止步:“我不應該吃餅乾,所以我不會把手伸進餅乾罐。”但是,您可能已經養成了習慣,即每當您在辦公室休息室看到餅乾罐時,就會執行伸手去餅乾罐的動作。因此,知道抑制這種習慣需要額外的認知努力,因此確保自己得到充分休息以確保自己能夠付出所需的努力來抑制這種習慣是有意義的。或者,更好的是,您應該儘量避免完全進入休息室的狀態,這樣習慣就不會被觸發。即使是狀態上的微小變化也可能足夠:大衛·尼爾及其同事表明,當他們的參與者在電影院以外的房間裡被給予不新鮮的爆米花時,即使是習慣性吃爆米花的人也沒有吃那麼多。再舉一個例子,您可能最近換了工作,現在必須採取稍微不同的路線去上班。如果您分心,您以前養成的在特定路口轉彎的習慣可能會被觸發。在前幾天在新工作崗位上工作時,不聽收音機,讓目標導向過程佔據主導地位可能是有意義的。
因此,如果您想改變自己的行為,也許問題不應該總是“我如何說服自己”以某種方式行事。相反,更好的問題可能是“我希望哪個過程來控制我的行為?”
延伸閱讀
以下是一些不錯的綜述論文,重點關注目標導向和習慣性控制的神經科學
雷·J·多蘭和彼得·戴恩(2013 年)。大腦中的目標和習慣。神經元,第 80 卷,第 312-325 頁。
安·M·格雷比爾(2008 年)。習慣、儀式和評估性大腦。神經科學年度評論,第 31 卷,第 359-387 頁。
彼得·雷德格雷夫、曼努埃爾·羅德里格斯、約蘭·史密斯、瑪麗亞·C·羅德里格斯-奧羅茲、斯特凡·萊赫裡西、哈海·伯格曼、伊夫·阿吉德、馬龍·R·德朗和何塞·A·奧貝索(2010 年)。基底神經節中的目標導向和習慣性控制:對帕金森病的影響。自然神經科學評論,第 11 卷,第 760-772 頁。
亨利·H·殷和芭芭拉·J·諾爾頓(2006 年)。基底神經節在習慣形成中的作用。自然神經科學評論,第 7 卷,第 464-476 頁。
以下是我描述的具體研究的引文
納撒尼爾·D·道、亞埃爾·尼夫和彼得·戴恩(2005 年)。基於不確定性的前額葉和背外側紋狀體系統之間對行為控制的競爭。自然神經科學,第 8 卷,第 1704-1711 頁。
安東尼·狄金森(1985 年)。行為和習慣:行為自主性的發展。英國皇家學會哲學彙刊 B:生物科學,第 308 卷,第 67-78 頁。
大衛·T·尼爾、溫迪·伍德、吳夢菊和大衛·庫蘭德(2011 年)。過去的拉力:習慣何時在與動機衝突時持續存在?人格與社會心理學公報,第 37 卷,第 1428-1437 頁。
阿什文·沙阿和安德魯·G·巴託(2009 年)。感覺表徵演變對運動選擇的影響:技能習得的多控制器模型。大腦研究,第 1299 卷,第 55-73 頁。