利用心理地图解决新问题的新模型

人类和动物都有很强的能力来解决新问题，从现有的知识中进行概括，并从有限的数据中推断出新的解决方案。这在人工智能中很难实现。

动物(包括人类)在移动时，通过在大脑中创建外部世界的代表地图来导航。一旦我们知道两个位置彼此很近，即使我们没有去过那里，我们也可以推断出它们之间有一条捷径。这些地图利用大脑各部分的“网格细胞”和“位置细胞”组成的网络。

在早期的作品在这项研究中，Erie Boorman教授、博士后研究员Seongmin (Alex) Park、Douglas Miller及其同事表明，人类志愿者可以为抽象信息构建类似的认知地图。志愿者们得到了二维社交网络中人们的有限信息，并根据相对能力和受欢迎程度进行了排名。研究人员发现，志愿者可以在不看到原始网络的情况下，在脑海中重建这个以网格表示的网络。

这项新工作通过测试人们是否真的可以使用这样的地图来找到新问题的答案，进一步推进了研究。

相亲的企业家

和之前一样，志愿者们了解到，他们被告知有16人是企业家，按照能力和受欢迎程度进行排名。他们从来没有看到完整的网格，只看到了配对之间的比较。

然后，他们被要求为个别企业家选择商业伙伴，使他们共同创办的企业的增长潜力最大化。他们的假设是，在能力方面得分高但受欢迎程度较低的企业家，会得到一个受欢迎程度得分较高的企业家的补充。

“比如，马克·扎克伯格和比尔·盖茨还是理查德·布兰森合作会更好?”布尔曼说。(实际实验并没有使用真人。)

在志愿者执行决策任务时，研究人员用功能性磁共振成像(fMRI)扫描了他们的大脑。

布尔曼说，如果志愿者是利用他们大脑中的网格细胞来推断答案，那就应该可以用一种适用于fMRI信号的量身定制的分析方法来测量。

他说:“事实证明，大脑中的系统确实显示了飞行中计算的这些轨迹的特征。”“看起来他们在利用认知地图。”

动态计算解决方案

换句话说，我们可以接受松散连接或零碎的信息，将其组装成一张心理地图，并利用它来推断新问题的解决方案。

帕克说，科学家们认为，大脑是通过将每个选择的价值计算成一种通用货币来做决定的，这样就可以在一维上进行比较。例如，人们通常会根据价格选择葡萄酒A而不是葡萄酒B，但我们知道，我们的偏好会因与葡萄酒搭配的食物而改变。

他说:“我们的研究表明，人类大脑并没有一个固定值的酒单，而是将葡萄酒定位在一个抽象的多维空间中，这允许根据当前需求灵活计算新的决策值。”

布尔曼说，认知地图允许在有限的信息下进行动态计算。

“当决策新颖时，这是有用的，”他说。“这是一个理解决策制定的全新框架。”

啮齿类动物的导航地图位于内嗅皮层，这是大脑的“早期”部分。人类的认知图谱扩展到大脑的其他部分，包括前额叶皮层和后内侧皮层。这些大脑区域是默认模式网络的一部分，默认模式网络是一个巨大的“永远在线”的大脑网络，涉及自传体记忆、想象、计划和心理理论。

这项工作得到了美国国家科学基金会和国立卫生研究院的支持。