科學(xué)家為行為數(shù)據(jù)的計(jì)算建模設(shè)計(jì)新指南

今天，在開(kāi)放存取期刊eLife上發(fā)布了有關(guān)使用計(jì)算模型分析行為數(shù)據(jù)的科學(xué)家的新指南。

行為科學(xué)中的計(jì)算建模的目標(biāo)是使用精確的數(shù)學(xué)模型來(lái)更好地了解有關(guān)行為的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常以選擇的形式出現(xiàn)，但也可以包括反應(yīng)時(shí)間，眼睛運(yùn)動(dòng)和其他易于觀察的行為，甚至是神經(jīng)數(shù)據(jù)。數(shù)學(xué)模型由方程式組成，這些方程式將數(shù)據(jù)背后的變量(例如刺激和過(guò)去的經(jīng)驗(yàn))與近期的行為聯(lián)系起來(lái)。這樣，計(jì)算模型就可以提供關(guān)于行為如何產(chǎn)生的一種假設(shè)。

使用計(jì)算機(jī)模擬和研究行為已經(jīng)徹底改變了心理學(xué)和神經(jīng)科學(xué)研究。將計(jì)算模型擬合到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以使我們達(dá)到許多目標(biāo)，其中包括探測(cè)行為基礎(chǔ)的算法以及更好地理解藥物，疾病和干預(yù)措施的效果。”

威爾遜和他的合著者，心理學(xué)系和海倫·威爾斯神經(jīng)科學(xué)研究所的一部分的計(jì)算認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)(CCN)實(shí)驗(yàn)室首席研究員安妮·柯林斯(Anne Collins)表示，整個(gè)科學(xué)文獻(xiàn)中有四種主要的計(jì)算模型用途。加州大學(xué)伯克利分校，美國(guó)。這些實(shí)踐中的每一種都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，并且可能以多種方式處理不當(dāng)，從而可能導(dǎo)致錯(cuò)誤和誤導(dǎo)性的結(jié)論，并強(qiáng)調(diào)需要以負(fù)責(zé)任的方式進(jìn)行。

為了滿足這一需求，Wilson和Collins提供了針對(duì)初學(xué)者和經(jīng)驗(yàn)豐富的研究人員的10條簡(jiǎn)單規(guī)則，以確保謹(jǐn)慎使用計(jì)算模型，并對(duì)模型在表達(dá)思想方面產(chǎn)生有意義的見(jiàn)解。

他們的規(guī)則包含許多原則，其中包括：設(shè)計(jì)有效的實(shí)驗(yàn)時(shí)要考慮計(jì)算建模;生成，模擬，比較和驗(yàn)證模型;從模型中提取變量以與生理數(shù)據(jù)進(jìn)行比較;報(bào)告分析;最后，一旦報(bào)告完成，就下一步的建議。

盡管這些準(zhǔn)則涵蓋了初學(xué)者可以使用的最簡(jiǎn)單的建模技術(shù)，但它們也更普遍地適用。同樣，為清楚起見(jiàn)，作者決定集中于一個(gè)狹窄的領(lǐng)域-應(yīng)用于選擇數(shù)據(jù)的強(qiáng)化學(xué)習(xí)模型-該領(lǐng)域中使用的相同技術(shù)可以更廣泛地應(yīng)用于其他可觀察到的行為。

Collins解釋說(shuō)：“我們的工作著重說(shuō)明了如何避免計(jì)算模型可能引起的常見(jiàn)陷阱和誤解。” “我們通過(guò)在過(guò)去20多年的實(shí)際工作中為自己自己犯下了這些錯(cuò)誤，從而艱難地學(xué)習(xí)了許多這些課程。

她補(bǔ)充說(shuō)：“通過(guò)遵循這些指導(dǎo)方針，我們希望其他科學(xué)家能夠避免一些會(huì)拖慢我們自己研究速度的錯(cuò)誤。” “我們也希望開(kāi)始看到行為科學(xué)中計(jì)算模型質(zhì)量的提高。”

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