PLOS Biology | 没有经验时，大脑应该如何学习该用多大的力气？

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基本信息

Title:Environmental uncertainty shapes human effort learning

发表时间:2026-05-07

发表期刊:PLOS Biology

影响因子:7.2

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研究背景

平时做事，没人会提前告诉你“得用多大力”。你只能靠经验和身体反馈来估摸。过去关于努力决策的研究，大多直接给一个明确的努力水平，这就很难说清人在动态环境里是怎么形成和更新努力预期的。我们关注的是努力学习，也就是对动机成本预期的形成和更新，并且区分了两类环境不确定性：一种是稳定但随机波动的噪声，另一种是平均需求突然改变的波动性

实验设计与方法逻辑

我们找了 35 名健康的右利手年轻人，主分析用了其中 28 人的数据。任务是这样设计的：

1. 参与者用手持测力计挤压，让屏幕上“温度计”的液柱进入一个固定的目标区。目标区位置一直不变，所以不会直接提示到底需要多大力
2. 实验是 2×2 的被试内设计，操纵了低/高噪声和低/高波动性。我们从握力轨迹里提取了几个指标：起始反应时、初始平台处的努力先验，以及从先验修正到稳定用力的调整反应时
3. 然后用回归和预测误差更新模型，分析环境统计量怎么影响努力的启动、跨试次更新和试次内修正

核心发现

发现一：没被告知力量要求，人还是会形成努力先验

参与者当前试次的初始平台力量，跟上一试次需要的努力很接近。当需求突然变高或变低，初始用力就会分别不够或过头。这说明先验主要来自过去的经验，而不是当前试次给的即时信息

Fig. 2 里，我们把握力轨迹拆成启动、初始平台和调整阶段，把初始平台的力量定义为努力先验。当前试次的努力先验与上一试次所需努力的差值，分布集中在零附近。在需求变化的试次里，能测到明显的过冲或不足——努力预期可以在行为轨迹里被量化

发现二：高噪声让启动变慢，也削弱了最近经验的权重

噪声高的条件下，参与者开始挤压的动作更慢。当前的努力先验仍然受过去三次经验的影响，但最近一次经验的权重在高噪声中下降了。预测误差模型也显示，跨试次的学习率降低了

Fig. 3 和 Fig. 4 展示了起始反应时、历史努力权重和学习率的变化。高噪声显著延长了起始反应时，并降低了最近一次经验对努力先验的贡献。噪声会削弱经验对先验更新的可靠性

发现三：噪声和波动性对试次内调整的方向相反

在试次内调整中，高噪声让调整反应时变短，高波动性却让它变长。努力变化的方向和幅度也会影响修正速度

Fig. 5 展示了不同环境下调整反应时的回归结果。高噪声加快了试次内修正，高波动性则减慢了修正。这两类不确定性对在线努力修正的作用并不一样

省流总结

这项发表在 PLOS Biology 上的研究显示，健康成年人在没明说需要多大力的情况下，也能在握力任务里学会“该用多大劲”。噪声会拖慢启动、削弱跨试次更新，但会加快试次内修正；波动性则既减慢更新，也减慢在线调整。结论限于健康年轻人的物理握力任务，没有直接测量脑机制或临床群体

分享人：天天

审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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