被嚴重低估的大鼠決策能力—記憶提取，記憶自信和記憶指導的決策

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記憶讓我們得以根據過去的經歷來指導未來的行為。人類可以判斷出哪些記憶值得被信任（信心高），哪些則應當被質疑（信心低）。

記憶提取，記憶自信和記憶指導的決策之間是如何關聯的還尚未可知

，尤其是記憶中的信心是如何在決定的產生中發揮作用的仍不得而知。

在這裡，加州大學洛杉磯分校的研究員們設計了一個新的空間記憶任務來體現

大鼠的自信程度與行為表徵

。他們應用機器學習來識別記憶決策變數，並建立了一個記憶隨時間變化的生成模型並得以準確的預測選擇和信心報告。

本研究揭示了大鼠具有透過過去的經驗權衡利弊的、被認為只存在於靈長類動物身上的能力，並引入了一種記憶動力學、提取、選擇和信心的統一模型。

研究員們首先設計了一個用來評估大鼠自信程度的

空間記憶實驗

。測試採用具有分支的軌道，六條軌道中會有隨機相鄰的兩個軌道的燈亮起，大鼠將鼻子探入其中一個軌道的埠中即是做出選擇。

這兩個軌道中，大鼠更早訪問過的是正確選項，而最近訪問過的則是干擾項，干擾項的“年齡”（即距上次訪問經過了幾輪測試）≤3。整個測試具有時間限制，而大鼠需要去賭上自己的時間在它認為正確的選項埠中。

如果它選擇對了，那麼停留在埠中的時間越長，獲得的獎勵也越多。因此，大鼠會在更有信心的選擇上付出更多的時間。

大鼠進行一次測試約45s，對每隻大鼠進行共約3000次測試後發現，

它們表現出穩定的準確性

，準確率高達80。2%±0。04%，

遠高於隨機決策機率

。

這樣的準確性說明大鼠記住了曾經到過的位置，而不只是記得哪些燈亮過。

而且它們至少記住了最近三次去過的軌道的次序。

此外，大鼠在正確埠停留的時間顯著高於錯誤埠，錯誤埠又顯著高於無效埠（即剩下未亮燈的四個埠），

表明時間投注能反映出對決策的信心度，大鼠可以根據記憶中的信心計算來預測結果。

結果還表明，

選擇的準確性取決於記憶年齡和可辨別性。

目標和干擾項的“年齡”越大，以及年齡差距越小，分辨難度就越高，準確率也就越低。

接下來，為了預測記憶辨別的自信度和投入的時間賭注，研究者們預尋求一種模型未知的方法來推匯出一個綜合的記憶決策變數（MDV），構建出一個合適的記憶可分辨性軸。

他們訓練了一個深度神經網路（DNN），其包含20個僅可透過記憶得到的特徵集合，例如包含過去的獎勵數額，但不包括當前的埠識別。

經過對每隻大鼠進行五倍交叉驗證，DNN會輸出一個介於0-1之間的值來預測正確機率，值越高應對應測試難度越低，即可分辨性越高，基於回憶的預測越準確。

下一步，他們建立了一個記憶提取、決策和信心模型，以MDV為測試難度指數，引數與決策資料相匹配，從而生成對信心及其潛在機制的可測試預測。他們開發出一種

合成記憶模型

（GeＭＭ），可用於預測在記憶的潛在表現下的選擇和信心（即投入時間）。

其中，記憶年齡作為記憶程度的可解釋且已確定的決定性因素被重點關注。其機率的方差代表了在記憶的編碼、產生和提取中發生的錯誤。這些錯誤被假定會隨著時間的推移而累積，使記憶的準確性降低，方差變大；其分佈應該始終呈正值；且一個時間不會被完全遺忘。

依據這些假設，他們建立了相應的數學公式和模型，並將GeMM嵌入資料中作為MDV函式來預測選擇和信心度。

研究員們發現，

GeMM的預測和觀察到的行為之間具有驚人的匹配度

。

首先，校準曲線直觀地表明瞭投入時間更長的測試具有更高的選擇準確度。第二，條件心理測量曲線顯示信心越大，準確率越高，投入時間越長。第三，在正確的選擇上投入的時間顯著高於錯誤選擇。

結果還表明，

對於更被記住的測試，正確和錯誤選擇之間投入的時間差更大。

總 結

綜上，

本研究提供了大鼠具有記憶自信和元認知的證據，建立了一個記憶驅動的選擇和自信的模型，並強調了記憶自信的重要性，其研究對於各類認知異常和精神疾病都具有意義。

參考文獻

Curr Biol 。 2021 Aug 30；S0960-9822（21）01117-9。 Rats use memory confidence to guide decisions。

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小女巫