下棋的直觉来自基底神经节

要理解人类的智力,棋类游戏无疑是很好的研究对象。比如在1997年,名叫“更深的蓝”的超级电脑战胜了国际象棋世界冠军卡斯帕罗夫。计算机下棋靠的是逻辑运算。但对于人类来说,人的大脑并没有计算机那样穷尽所有可能,相反人类经常依赖于一些直觉性的判断走棋。

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人类的大脑如何根据棋盘形式作出判断?这类研究因为实验设计很困难,因此很少被人研究。据我所知的两个研究,分别研究了在下围棋和国际象棋时的大脑活动 (doi 1, doi 2)。对于棋类这种高级认知任务,难点在于设置对照条件。这两个研究都是对比了观看真实棋盘形势的条件与棋子随机摆放时大脑活动的差异。但是这样还是会混入大量混淆因素,比如注意等,激活的区域几乎包括了大部分的任务正网络。

而最近这篇发表在Science的文章,通过巧妙的设计研究了在下日本将棋时的脑机制。首先研究者招募了一组职业将棋选手,将他们与业余被试进行比较。这样的设计可以帮助确定激活的大脑区域是否与将棋的专业技能有关。

而另一个最主要的亮点是,研究者对比了被试在快速选择下一步棋和深思熟虑进行判断时脑活动的差别。在快速选择的任务中,棋盘形势出现的时间只有1秒钟,这样可以尽量较少被试搜索的时间,而更体现直觉性的判断。

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上图是其中的一个结果。在对比快速判断和深度判断时大脑活动的差异,以及对比快速判断任务和感觉运动控制任务大脑活动的差异时,有更高激活的区域是皮层下的基底神经节,而不是负责常规认知加工的皮层网络。基底神经节与习惯化的反应选择有关。如此复杂的将棋任务也会激活基底神经节,这个结果很强大,这可能也反映了职业选手常年训练的结果。

这一结果也提示了人类的智能不仅包含深思熟虑的思考,也包含直觉性的判断。这也许是与人工智能最重要的不同点吧。

Wan, X., Nakatani, H., Ueno, K., Asamizuya, T., Cheng, K., & Tanaka, K. (2011). The Neural Basis of Intuitive Best Next-Move Generation in Board Game Experts Science, 331 (6015), 341-346 DOI: 10.1126/science.1194732

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