科學(xué)家概述了行為數(shù)據(jù)計算建模的10條簡單規(guī)則

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

行為科學(xué)中的計算建模的目的是使用精確的數(shù)學(xué)模型來更好地理解與行為有關(guān)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)時間，眼睛運動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(例如刺激和過去的經(jīng)驗)與近期的行為聯(lián)系起來。這樣，計算模型就可以提供關(guān)于行為如何產(chǎn)生的一種假設(shè)。

“使用計算機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，”美國亞利桑那大學(xué)認知/神經(jīng)系統(tǒng)助理教授兼強化學(xué)習實驗室神經(jīng)科學(xué)主任Robert Wilson解釋說。“將計算模型與實驗數(shù)據(jù)相匹配，使我們能夠?qū)崿F(xiàn)許多目標，其中包括探測行為基礎(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算認知神經(jīng)科學(xué)(CCN)實驗室首席研究員安妮·柯林斯(Anne Collins)說，整個科學(xué)文獻中有四種主要的計算模型用途。加州大學(xué)伯克利分校，美國。這些實踐中的每一種都有其優(yōu)點和缺點，并且可能以多種方式處理不當，從而可能導(dǎo)致錯誤和誤導(dǎo)性的結(jié)論，并強調(diào)需要以負責任的方式進行。

為了滿足這一需求，Wilson和Collins提供了針對初學(xué)者和經(jīng)驗豐富的研究人員的10條簡單規(guī)則，以確保謹慎使用計算模型，并對模型在表達思想方面產(chǎn)生有意義的見解。

他們的規(guī)則包含許多原則，其中包括：設(shè)計有效的實驗時要考慮計算建模;生成，模擬，比較和驗證模型;從模型中提取變量以與生理數(shù)據(jù)進行比較;報告分析;最后，一旦報告完成，就下一步的建議。

盡管這些準則涵蓋了初學(xué)者可以使用的最簡單的建模技術(shù)，但它們也更普遍地適用。同樣，為清楚起見，作者決定集中于一個狹窄的領(lǐng)域-強化學(xué)習模型應(yīng)用于選擇數(shù)據(jù)-因為在該領(lǐng)域中使用的相同技術(shù)可以更廣泛地應(yīng)用于其他可觀察的行為。

柯林斯解釋說：“我們的工作著重說明了如何避免在計算建模時可能出現(xiàn)的常見陷阱和誤解。” “我們通過在過去20多年的實際工作中為自己自己犯下了這些錯誤，從而艱難地學(xué)習了許多這些課程。

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

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