大脑如何在不断变化的目标之间做出选择?新研究揭示决策背后的神经机制

人在生活中做决定,很少是真正意义上的“一次决定,永远不变”。

早上准备去上班时,你可能已经决定走一条熟悉的路线,但开车以后突然发现前方发生堵车,于是不得不改变路线;准备做晚餐时,你原本计划制作一道固定的菜,却发现冰箱里缺少关键食材,于是临时改变菜单;甚至在最普通的日常活动中,我们也会不断根据新的信息调整原来的计划。

这些看似简单的行为背后,其实隐藏着一个非常复杂的问题:当环境不断变化、多个目标同时存在时,人类大脑究竟是如何决定下一步应该做什么的?

一项发表于《Nature》的最新研究,为这个问题提供了新的答案。研究人员发现,人类在动态环境中进行决策时,大脑可能并不是先选择一个目标、完全放弃其他目标,然后再等待下一次信息出现以后重新做决定。相反,大脑似乎可以在同一时间保留多个行动方案,并将这些方案进行组合,再随着环境的变化持续调整行为。

这项研究的重要意义在于,它让我们对“决策”这个过程有了不同的理解。

过去很多神经科学实验会把决策设计成一个相对明确的瞬间。实验参与者看到两个选项,然后选择其中一个;或者看到某种刺激以后,按下对应的按钮。这样的实验非常适合研究大脑在特定时刻做出的选择,但现实生活中的决定往往没有这么简单。

我们每天面对的环境是动态的。

一个人刚刚决定往左走,几秒钟以后可能因为看到新的信息而改向右边;一个消费者原本想购买某件商品,但发现另一件产品价格更合适以后,又可能改变计划;一个人在完成工作任务时,也可能一边执行当前计划,一边考虑其他可能性。

换句话说,现实中的决策往往不是一个孤立的“选择动作”,而是一种持续进行的过程。

研究人员为了更加接近这种真实环境,让参与者完成了一项连续进行的虚拟追逐任务。参与者需要使用操纵杆控制虚拟角色,在屏幕上追逐不断移动的目标。这些目标会改变运动方向和速度,而且不同目标具有不同的价值。

这意味着参与者不能简单地提前规划好一条固定路线,然后一直按照计划执行。

目标会移动。

目标之间的价值不同。

环境随时可能发生变化。

参与者必须在行动的同时不断判断自己下一步应该追逐什么,以及是否应该改变原来的计划。

研究团队一共分析了69名成年人的数据。其中50人为健康成年志愿者,另外19人为因严重癫痫住院并接受脑部监测的成年患者。后者的特殊之处在于,他们在临床治疗过程中接受了脑部活动监测,因此研究人员能够获得更加直接的神经活动信息。

实验结果显示,参与者并不是一直采用简单的“全力追逐一个目标”的策略。

在很多时候,他们实际上处于一种介于多个目标之间的混合状态。

当两个目标价值相同时,参与者大约有36%到41%的时间处于这种同时受到两个目标影响的状态;当两个目标的价值存在差异时,这一比例约为37%到43%。

这说明人在面对竞争目标时,大脑可能并不会立刻把其中一个目标彻底排除,而是会在一定程度上同时保留多个可能的行动方向。

研究人员随后利用计算模型比较了不同的决策方式。

一种比较直观的方式是“赢家通吃”。按照这种模式,当两个目标出现竞争时,大脑选择其中一个,然后把注意力和行动资源全部集中到这个目标上。如果之后发现选择错误,再切换到另一个目标。

这种模式看起来非常符合我们对于“做选择”的传统理解。

例如,当你在两条道路之间做决定时,可以想象自己的大脑先选择左边,然后完全停止考虑右边。

但研究结果更支持另一种被研究人员称为“组合式控制”的策略。

在这种情况下,大脑似乎可以同时维持两个不同的运动计划,然后把它们进行一定程度的整合,最终形成当前的动作。

研究团队通过计算模型估计,这种组合式控制策略在参与者中的概率约为84%±8%。而且,相比于完全在两个目标之间进行“赢家通吃式”的切换,这种同时保留并组合多个行动计划的方式表现得更好。

如果用更加生活化的方式理解,可以把它想象成驾驶汽车。

你可能已经决定向某个方向行驶,但眼睛仍然会关注其他车辆、道路情况以及可能出现的出口。你并不是完全忘记其他可能性,而是在执行当前计划的同时保留一些备用方案。

一旦前方出现新的情况,大脑就可以迅速调整。

这种能力对于人类适应复杂环境非常重要。

因为真实世界几乎从来不会按照我们事先设计好的计划运行。

我们可以制定目标,但无法控制所有外部因素。

天气可能发生变化,交通可能突然拥堵,同事可能临时改变安排,孩子可能突然需要帮助,工作任务也可能在执行过程中增加新的要求。

如果大脑只能严格执行最初制定的计划,那么人在复杂环境中就会变得非常僵化。

真正高效的行为反而需要一种动态能力:既不要轻易放弃当前目标,也不能完全忽略新的信息。

这项研究所揭示的,正是这种灵活调整能力背后的部分神经机制。

研究人员发现,多个脑区似乎在这个过程中承担了不同的职责。

其中一个重要区域是海马。

海马通常与记忆以及空间信息处理密切相关,但在这项研究中,研究人员发现海马中的神经活动还与当前行动计划的追踪和更新有关,尤其是在计划形成的早期阶段。

这意味着海马可能不仅仅帮助我们“记住过去发生了什么”,还可能参与我们对“接下来准备做什么”的组织。

例如,当你准备去一个地方时,大脑需要结合过去的经验、当前环境和未来目标形成一个行动方案。这个过程并不是简单地从记忆中读取一个固定答案,而可能需要不断更新。

另一个重要区域是左侧前扣带皮层。

这个脑区一直受到决策神经科学研究者的关注,因为它与冲突监测、行为调整以及目标控制等过程有关。

在这项研究中,左侧前扣带皮层似乎与“什么时候应该改变策略”有关。

这非常重要。

因为做出决定并不是全部,知道什么时候应该放弃原来的策略同样重要。

假设你正在追赶一个移动目标。如果目标突然改变方向,那么继续按照原来的路线追赶可能已经没有意义。

大脑需要判断:应该继续坚持,还是改变策略?

如果过早改变目标,可能浪费已经投入的努力;如果改变得太晚,又可能错过更好的机会。

因此,决策系统需要不断计算“继续”和“改变”之间的平衡。

研究还发现,眶额皮层在评估当前环境中的价值信息方面发挥作用。

简单来说,大脑不仅要知道“目标在哪里”,还需要判断“这个目标值不值得追”。

这两个问题并不相同。

一个目标可能离你很近,但价值很低;另一个目标可能距离较远,却具有更高的潜在收益。

如果只考虑距离,人可能会选择最近的目标。

如果同时考虑价值,大脑则需要进一步计算哪一个选择更加值得。

这说明现实中的决策并不是简单的空间定位问题,而是多个信息系统共同参与的结果。

海马帮助追踪和更新行动计划,前扣带皮层参与判断是否需要改变策略,而眶额皮层则帮助处理与价值有关的信息。

三个区域之间的协同作用,使人能够在不断变化的环境中调整自己的行为。

有意思的是,研究人员比较健康参与者和接受脑部监测的癫痫患者以后,并没有发现两组人在这种决策策略上存在统计学上的显著差异。

这说明研究中观察到的这种行为模式可能并不只是健康人群的特殊现象,而可能反映了人类在动态环境中进行行为控制的一种较为普遍的机制。

当然,这并不意味着研究已经解释了所有类型的人类决策。

现实世界比实验室中的虚拟追逐任务复杂得多。

在实验中,参与者主要面对的是移动目标、不同价值以及不断变化的运动路径。

但现实生活中,我们往往同时面对更多目标。

一个成年人可能同时需要考虑工作、家庭、健康、经济状况以及人际关系;一个学生可能同时考虑考试成绩、兴趣爱好、社交活动和未来职业选择。

这些目标之间甚至可能互相冲突。

而且,现实环境中还存在大量不确定因素。

有些结果是可以预测的,有些完全无法预测。

有时候,我们甚至无法确定自己真正想要什么。

因此,一个重要的问题是:当同时存在三个、四个甚至更多竞争目标时,大脑是否仍然会采用类似的组合式控制方式?

如果环境变得更加不确定,这种机制是否会发生改变?

当另一个人参与决策时,比如两个人一起制定计划,大脑又会如何处理双方不同的目标?

这些都是未来研究可能继续探索的问题。

这项研究还有一个非常值得关注的地方,那就是它可能对人工智能和机器人技术产生启发。

目前很多人工智能系统已经能够在特定任务中做出非常复杂的决策,但真实世界的机器人仍然面临一个重要挑战:环境并不会静止等待机器人完成计算。

一个机器人在仓库中移动时,其他机器人可能突然改变位置;自动驾驶系统面对道路交通时,周围车辆可能随时改变速度和方向;家庭机器人在执行任务时,也可能突然遇到新的障碍。

如果机器人只能按照预先设定好的单一目标行动,那么它面对现实环境时很容易出现问题。

更加理想的系统可能需要像人脑一样,同时保留多个可能的行动方案,并根据新信息不断重新调整。

例如,一个机器人正在前往某个房间。

它的首要任务是到达目的地,但同时还需要避开障碍物、节省电量、避免碰撞,并根据环境变化选择更有效的路线。

如果这些目标完全按照“一个完成以后再考虑下一个”的方式处理,系统可能反应较慢。

而如果能够同时维持多个行动方案,再根据当前环境对这些方案进行动态组合,就可能更加灵活。

当然,从人脑机制直接发展出更先进的人工智能系统仍然需要大量研究。

神经系统远比一个简单的算法复杂。

人类不仅能够处理目标和价值,还具有记忆、情绪、社会关系、语言以及对未来的想象能力。

因此,这项研究更重要的价值可能不是立即制造出一种“像人脑一样思考”的机器人,而是帮助科学家进一步理解人类为什么能够在变化莫测的环境中保持灵活性。

从日常生活角度来看,这项研究也提供了一个有趣的思考。

我们通常会把“做决定”理解成选择。

例如,选择工作还是旅行,选择买这个还是买那个,选择继续坚持还是放弃。

但真实的大脑可能并没有那么简单。

有时候,我们并不是在两个目标之间进行绝对的二选一,而是在同时考虑多个方向。

一个人可能一边希望获得事业上的成功,一边希望拥有更多家庭时间;既希望赚钱,又希望保持生活质量;既想坚持长期目标,又想享受眼前的生活。

这些看起来互相冲突的目标并不一定意味着一个人的决策能力出现了问题。

相反,大脑可能正在努力寻找一种能够兼顾多个目标的方案。

这也解释了为什么很多现实决定不会有一个永远正确的答案。

最合适的选择往往取决于当前环境。

今天最重要的事情可能是完成工作,明天则可能变成照顾家人;某个阶段需要追求效率,另一个阶段则可能需要优先考虑休息。

因此,真正高效的决策能力也许并不是永远坚持最初的选择,而是知道什么时候应该坚持,什么时候应该调整。

这项研究让我们看到,人类大脑可能拥有一种非常精细的适应机制:它不会简单地把一个目标留下、把另一个目标删除,而是能够在一定程度上同时保持多个行动方向,然后根据环境变化重新组合。

换句话说,我们的大脑可能不是一个只会不断进行“是”或“否”选择的系统,而更像一个能够持续调整路线的导航器。

目标在变化,环境在变化,我们的行为也随之变化。

这种灵活性可能正是人类能够适应复杂世界的重要原因之一。

研究团队下一步可以进一步测试,在目标数量更多、信息更加不确定或者需要与其他人互动的情况下,这种决策机制是否仍然成立。随着科学家对动态决策过程理解得越来越深入,未来不仅可能帮助我们进一步认识人类大脑,也可能为开发更加灵活的人工智能和机器人系统提供新的思路。

这项研究发表于《Nature》,论文题为“Neural basis of compositional control”,作者包括Assia Chericoni等人,论文发表于2026年。

从一个更简单的角度来看,这项研究最终告诉我们的事情或许是:真正聪明的决策,并不一定意味着快速做出一个选择,而是能够在环境不断变化的时候,持续调整自己的选择。

我们的大脑并不是在每一次决定之后就停止工作。

相反,决定只是行动的开始。

当新的信息出现以后,大脑会重新评估目标、价值和策略,然后决定下一步应该怎么走。

也正因为如此,人类才能在一个永远不会完全按照计划运行的世界里不断改变路线,同时继续朝着自己的目标前进。

原文:https://medicalxpress.com/news/2026-08-brain-reveals-people-goals-real.html#google_vignette