This post is also available in Engels .
Veel ingewikkelde sociale gedragingen die we zien bij groepen dieren en mensen kunnen worden herleid tot een simpele set regels in het brein van ieder individu. In sociale isolatie halen deze regels weinig uit, maar in groepsverband kan het een hoop teweegbrengen. Al leven veel mensen en dieren op zichzelf, we bevinden ons ontzettend vaak bedoeld of onbedoeld, in interactieve “kuddes”: in het verkeer, de supermarkt, je voetbalteam, of in de collegezaal. In zulke omgevingen kan zo’n eenvoudige set regels zorgen voor complexe gedragspatronen. Een voorbeeld hiervan is het “asset-protection” principe (bescherming van eigendom). Zo’n onderliggende simpele regel is bijvoorbeeld het “urgency-gating” mechanisme (urgentie-doorlating) in het brein. In deze blog bespreken we wat kuddes van kunstmatige wezens ons kunnen leren over de relatie tussen zulk complex gedrag en onderliggende regels.
“Asset-protection” bij hongerige wezens
Het “asset-protection” principe is eigenlijk heel intuïtief. Hoe meer er op het spel staat, hoe meer je kan verliezen, waardoor je voorzichtiger bent. Vice versa, als je weinig te verliezen hebt, is de ergste uitkomst van een risico minder miserabel. Een vogel met een nest vol vruchten handelt zorgvuldiger dan een vogel zonder vruchten, met veel trek. Ditzelfde principe zie je ook terug in menselijk gedrag, bijvoorbeeld bij handelaren op financiële markten of bij vissers die beslissen waar ze hun hengel uitwerpen.
In modellen van gezamenlijk voedsel zoeken (zogeheten common-pool resources) zie je een zekere spanning tussen veiligheid en onzekerheid. Dieren of mensen met voldoende middelen vermijden risicovolle plekken en soms zelfs elkaar. Wie honger heeft, accepteert risico en verdraagt drukte als dat de overlevingskans vergroot.
Dit wekt de suggestie dat het brein automatisch uitrekent hoeveel je te verliezen hebt, en op basis daarvan je beslissingsstrategie aanpast.
Urgentie in het brein
Een mogelijke manier waarop het brein dit doet, is door middel van een zogeheten urgentiesignaal. Sommige neuronen vuren sneller in urgente situaties, en langzamer wanneer je zeeën aan tijd hebt. Dit signaal gaat niet per se over één specifieke keuze, het is meer een algemene inschatting van hoe risicovol het is om op dat moment keuzes uit te stellen.
In de neurowetenschap gericht op besluitvorming staat dit bekend als evidence accumulation of “bewijs-verzameling”. Hersenactiviteit neemt toe naarmate bewijs en urgentie zich opstapelen, en zodra een drempel wordt overschreden, hak je een knoop door. Experimenten bij dieren laten zien dat sommige neuronen vooral deze interne toestanden volgen, en niet zozeer een specifieke prikkel of beweging.
Het is mogelijk dat dit urgentie-signaal bij voldoende interne energiebronnen minder snel toeneemt, waardoor het individu meer bedachtzaam handelen—er is immers geen nood. Anderzijds, als de opslag bijna leeg is, stijgt de urgentie mogelijk sneller en wordt het individu tot risicovoller gedrag aangezet.
Digitale voedselzoekers hetzelfde laten leren
In ons recente werk vroegen we ons af of zo’n mechanisme ook vanzelf kan ontstaan in kuddes van kunstmatige wezens, die getraind zijn om te overleven onder de druk van een gezamenlijke omgeving. We bouwden een wereld met voedselbronnen waarin veel digitale verzamelaars rondliepen. Hun doel was om zo veel mogelijk voedsel te verzamelen. De informatie die ze kregen was beperkt tot wat er direct voor hun neus stond, zoals andere wezens en voedselbronnen. Daarnaast konden ze hun eigen energieniveau aanvoelen.
Wat interessant is, is dat toen we dit systeem lieten evolueren, het eerder genoemde “asset-protection” gedrag vanzelf ontstond. Bij een hoog energieniveau verspreidde de kudde verzamelaar-wezens zich. De afstand tot de dichtstbijzijnde buur werd groter en de wezens leken elkaar grotendeels te negeren. Toen de energie daalde, begonnen de wezens weer samen te klonteren. Ze vormden hechte kuddes en gebruikten elkaar als informatiebron in een wereld waar ze altijd maar een stukje van konden zien.
In het “brein” van deze wezens—ontworpen met inspiratie vanuit de neurowetenschap—zagen we dat sommige kunstmatige neuronen hun interne energiepeil leerden volgen. Als we deze specifieke neuronen “bevroren” op een laag energiepeil (alsof ze enorme trek hadden), groepeerden ze zichzelf sneller tot kuddes. Dit ondersteunt het idee dat een dergelijk urgentie-mechanisme in individuele wezens, wanneer je hun aantal opschaalt naar een grote populatie, kan leiden tot complex sociaal gedrag zoals asset-protection.
Conclusie
Door zulke mechanismen te simuleren in kunstmatige werelden creëren we een soort laboratorium-setting waarin onderzocht kan worden hoe eenvoudige neurale mechanismen kunnen resulteren in ingewikkeld sociaal gedrag. Al kunnen dit soort modellen niet bewijzen hoe het brein werkt, kan je er wel nieuwe hypotheses door formuleren op basis van algemene, opschaalbare principes. Naast hoge kosten, bespaar je zo bovendien een hoop proefdieren.
Auteur: Siddharth Chaturvedi
Buddy: Vivek Sharma
Redactie: Xuanwei Li
Vertaling: Natalie Nielsen
Redactie vertaling: Wieger Scheurer
About The Author
