‹

07. คณิตศาสตร์แห่งความผิดหวัง

07. ​คณิตศาสตร์​แห่ง​ความผิดหวัง

​เซลล์​ประสาท​เซลล์​นั้น​ไม่​ยิง​สัญญาณ​ตอน​น้ำผลไม้​แตะ​ลิ้น ​มัน​ยิง​ตอน​เสียง​สัญญาณ​ดัง​ขึ้น ​ก่อน​น้ำผลไม้​จะ​มาถึง​ด้วยซ้ำ ​ฉาก​คือ​ลิง​ตัว​หนึ่ง​บน​เก้าอี้​สำหรับ​ไพรเมต ​ขั้ว​ไฟฟ้า​เส้น​เล็ก​หยั่ง​ลง​กลาง​สมอง ​เข้าไป​ใน​กลุ่ม​เซลล์​ที่ ventral tegmental area ​โครงสร้าง​ขนาด​เท่า​ลูก​วอลนัท​ฝัง​อยู่​ใกล้​ยอด​ก้าน​สมอง ​เสียง​สัญญาณ​ดัง ​อีก​ไม่​กี่​ร้อย​มิล​ลิ​วินาที​ต่อมา ​หยดน้ำ​แอปเปิล​ตกลง​บน​ลิ้น​ลิง ​ขั้ว​ไฟฟ้า​ฟัง​เซลล์​ประสาท​อยู่​เซลล์​เดียว ​และ​สิ่ง​ที่​มัน​ได้ยิน​นั้น​แปลก ​ข้อสังเกต​นี้ Wolfram Schultz ​นัก​สรีรวิทยา​ประสาท​แห่ง Cambridge ​ตีพิมพ์​เมื่อ​วันที่ 14 ​มีนาคม 1997 ​ร่วมกับ​นักทฤษฎี​การคำนวณ Peter Dayan ​และ P. Read Montague ​งาน​ชิ้น​นี้​รื้อ​ความเข้าใจ​ของ​ประสาท​วิทยาศาสตร์​ที่​มี​ต่อ​สาร​สื่อ​ประสาท​หลัก​ตัว​หนึ่ง​ของ​สมอง​ใหม่​ทั้งหมด

​เซลล์​ประสาท​โดปามีน​ไม่​ได้​รายงาน​ว่า​สิ่ง​หนึ่ง​ให้ความรู้​สึก​ดี​แค่​ไหน ​มัน​รายงาน​ว่าการ​คาดเดา​ก่อนหน้า​ของ​สมอง​ผิด​ไปมาก​แค่​ไหน ​เรื่องเล่า​ดั้งเดิม​เรียบง่าย​กว่า​นั้น ​และ​กลายเป็น​ว่า​ผิด ​แต่​ผิด​ใน​แบบ​ที่​น่าสนใจ ​โดปามีน​เคย​ถูก​วาง​ไว้​เป็น​สารเคมี​แห่ง​ความสุข​ของ​สมอง ​รางวัล​เข้ามา ​โดปามีน​พุ่ง​ขึ้น ​ความสุข​เกิดขึ้น ​ข้อมูล​ที่ Schultz ​บันทึก​ตรง​จาก​เซลล์​สร้าง​โดปามีน​เซลล์​เดี่ยว​ใน​ลิงแสม​ระหว่าง​ทำ​ภารกิจ​รับรางวัล​เป็นน้ำ​ผลไม้ ​เล่าเรื่อง​คนละเรื่อง​และ​แม่นยำ​กว่า ​นัก​ประสาท​วิทยา​เรียก​ปริมาณ​นี้​ว่า ​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​รางวัล (reward prediction error) ​ย่อ​ว่า RPE ​เป็น​ค่าตัวเลข​ที่​มี​ทั้ง​บวก​และ​ลบ ​คำนวณ​ทุกขณะ ​บอก​ว่า​โลก​เพิ่ง​ให้รางวัล​มา​มากกว่า ​น้อยกว่า ​หรือ​พอดี​กับ​ที่​คาด​ไว้

​รูปแบบ​นี้​มี​สาม​ลักษณะ ​และ​ทุก​ลักษณะ​มีความหมาย ​รางวัล​ที่มา​ถึง​โดย​ไม่​มี​การบอก​ล่วงหน้า​เลย ​เช่น ​น้ำผลไม้​ที่​ไม่​มีเสียง​สัญญาณ​เตือน ​ทำให้​เซลล์​ประสาท​โดปามีน​ยิง​กระชาก​ขึ้น​เหนือ​อัตรา​ปกติ​ขณะ​พัก ​นั่น​คือ​ความคลาดเคลื่อน​เชิง​บวก ​ดีกว่า​ที่​คาด​ไว้ ​พอ​เสียง​สัญญาณ​ทำนาย​น้ำผลไม้​ได้​แม่นยำ ​และ​สัตว์​ผ่าน​การทดลอง​มาก​พอ​จน​เรียนรู้​ความเชื่อม​โยง​นั้น​แล้ว ​การตอบสนอง​ต่อ​น้ำผลไม้​เอง​หาย​ไป ​เซลล์​ยิง​ตามปกติ​ขณะ​พัก​เท่านั้น ​เพราะ​น้ำผลไม้​เป็นไปตาม​คาด​พอดี ​ความคลาดเคลื่อน​เป็น​ศูนย์ ​ไม่​มี​อะไร​ต้อง​รายงาน ​และ​เมื่อ​เสียง​สัญญาณ​ดัง​ขึ้น​แต่​น้ำผลไม้​ไม่​มา ​อัตรา​การยิง​ดิ่ง​ลง​ต่ำกว่า​ระดับ​พื้นฐาน ​บางครั้ง​หยุด​สนิท ​พอดี​ใน​จังหวะ​ที่​น้ำผลไม้​ควร​ปรากฏ ​นั่น​คือ​ความคลาดเคลื่อน​เชิงลบ ​ร่องรอย​ทาง​ประสาท​ของ​เสี้ยว​วินาที​ที่​ความคาดหวัง​เฉพาะเจาะจง​หนึ่ง​ไม่​เป็นจริง ​เซลล์​ประสาท​ที่​นิ่งเงียบ​ตลอด​ช่วง​ได้​รางวัล ​แต่​ดิ่ง​ลง​ทันที​เมื่อ​รางวัล​หาย​ไป ​กำลัง​เข้ารหัส​ความผิดหวัง​ใน​ความหมาย​ที่​ตรงตัว​ที่สุด

​รูปแบบ​สาม​ส่วน​นี้​ตรงกัน​เกือบ​เป๊ะ​กับ​วัตถุ​ทาง​คณิตศาสตร์​ที่​มี​อยู่​ก่อน​แล้ว​ใน​สาขา​ที่​ไม่​เกี่ยวข้อง​กัน​เลย ​และ​นั่น​คือ​สิ่ง​ที่​ทำให้​บทความ​ปี 1997 ​เป็นมา​กก​ว่า​ข้อเท็จจริง​ทางกาย​วิ​ภาค​ที่​น่าสนใจ​เฉยๆ ​สาขา​นั้น​คือ reinforcement learning ​แขนง​หนึ่ง​ของ​วิทยาการ​คอมพิวเตอร์​ที่​ศึกษา​ว่า​ระบบ​ควร​ปรับ​พฤติกรรม​อย่างไร​เมื่อ​ผลลัพธ์​ไม่​ตรง​กับ​ที่​ทำนาย​ไว้ ​อัลกอริทึม​ที่​เกี่ยวข้อง​ชื่อ temporal-difference learning ​ตัวแปร​หลัก​ของ​มัน​ถูก​นิยาม​แบบ​เดียว​กับ​ที่​สัญญาณ​โดปามีน​ทำตัว​เป๊ะ ​คือ​ผลต่าง​ระหว่าง​รางวัล​ที่​ได้รับ​จริง​กับ​รางวัล​ที่​คาด​ไว้ ​คำนวณ​ทุก​ขั้นตอน ​แล้ว​เอา​ไป​ปรับ​การทำนาย​ครั้ง​ถัดไป Schultz, Dayan ​และ Montague ​แสดงให้เห็น​ว่าการ​ยิง​สัญญาณ​ของ​โดปามีน​ไม่​ได้​แค่​คล้าย​ตัวแปร​นี้​อย่าง​หลวมๆ ​มัน​ติดตาม​ตัวแปร​นั้น​จริง ​รวมถึง​รายละเอียด​ที่​ละเอียดอ่อน​กว่า ​พอ​สัตว์​เรียนรู้​ว่า​เสียง​สัญญาณ​ทำนาย​น้ำผลไม้ ​สัญญาณ​โดปามีน​ไม่​ค้าง​อยู่​ที่​จังหวะ​ได้​รางวัล​อีก ​มัน​เคลื่อน​ถอยหลัง​ไป​ตามเวลา ​ทีละ​การทดลอง ​ห่าง​จาก​รางวัล ​ไป​เกาะ​ที่​สัญญาณ​บ่งชี้​แรก​สุด​ที่​ทำนาย​รางวัล​ได้​อย่าง​เชื่อถือได้ ​สมอง​ไม่​ได้​ให้รางวัล​แก่​ผลลัพธ์ ​สมอง​กำลัง​แก้​พยากรณ์ ​และ​โดปามีน​คือ​ร่องรอย​ทาง​เคมี​ของ​การแก้​นั้น​ขณะ​กำลัง​เกิดขึ้น

​ความหวัง​เมื่อ​มอง​แบบนี้​ไม่​ใช่​อารมณ์​ที่​ลอย​อยู่​แถว​อก ​มัน​คือ​การคาดการณ์​สดๆ ​เกี่ยวกับ​รางวัล​ในอนาคต ​ที่​กลุ่ม​เซลล์​ประสาท​ประคอง​ไว้​ด้วย​การเทียบ​สิ่ง​ที่​คาด​ไว้​กับ​สิ่ง​ที่​โผล่​มา​จริงอยู่​ตลอดเวลา ​และ​ตรวจสอบ​ได้​ถึง​ระดับ​การยิง​สัญญาณ​ของ​เซลล์​เดี่ยว​ใน​หน่วย​มิล​ลิ​วินาที ​นี่​คือ​สิ่ง​ที่​โดปามีน​กำลัง​ทำ​ใน​ช่วงเวลา​แห่ง​ความหวัง ​ความผิดหวัง​คือ​การคำนวณ​เดียวกัน ​กลับ​เครื่องหมาย ​ไม่​ใช่​อารมณ์​ที่​แปะ​เข้ามา​จาก​นอก​การคำนวณ ​แต่​คือ​ตัวการ​คำนวณ​เอง​ตอนที่​ผล​ออกมา​เป็น​ลบ ​คน​ที่​พูดว่า "​ฉัน​ตั้งความหวัง​ไว้​สูง​ไป​หน่อย" ​กำลัง​บรรยาย​อะไร​ที่​ตรงตัว​ยิ่งกว่า​ที่​วลี​นั้น​ฟัง​ดู ​คือ​การคาดการณ์​จริงๆ ​ที่​กลุ่ม​เซลล์​ประสาท​กลาง​สมอง​แบก​มา​ข้างหน้า ​แล้ว​ต้อง​ถูก​แก้​ให้​ตรง​กับ​ประสบการณ์

​ประสาท​วิทยาศาสตร์​ยัง​ไป​ไม่​ถึง​ข้อสรุป​ที่​แน่ชัด ​และ​การจบเรื่อง​ตรงนี้​ให้​เรียบร้อย​คง​ไม่​ซื่อตรง​นัก ​งานวิจัย​สาย​ที่สอง ​นำ​โดย Kent Berridge ​และ Terry Robinson ​แห่ง University of Michigan ​ใช้เวลา​หลาย​สิบ​ปี​เสนอ​ว่า​หน้าที่​หลัก​ของ​โดปามีน​เป็น​อย่าง​อื่น ​ไม่​ใช่​การเรียนรู้ ​และ​ไม่​ใช่​ความสุข​ด้วย ​แต่​เป็น​สิ่ง​ที่​พวกเขา​เรียก​ว่า incentive salience ​หรือ​พูด​ง่ายๆ ​ว่า "​ความอยาก" (wanting) ​ใน​การทดลอง​ของ​พวกเขา ​ยา​ที่​เข้าไป​จัดการ​โดปามีน​เปลี่ยน​ได้​ว่า​สัตว์​จะ​พยายาม​หนัก​แค่​ไหน​เพื่อให้​ได้​รางวัล ​โดย​ไม่​เปลี่ยน​สัญญาณ​ทาง​สีหน้า​และ​ท่าทาง​ที่​บ่งบอก​ความเพลิดเพลิน​เมื่อ​ได้​รางวัล​นั้น​มา​แล้ว ​เทียบ​ได้​กับ​สีหน้า​ย่น​จมูก​หรือ​เลีย​ริมฝีปาก​ด้วย​ความพอใจ ​ที่​ใช้​เป็นตัวแทน​ของ "​ความชอบ" (liking) ​ใน​เชิง​สุข​นิยม ​ความอยาก​กับ​ความชอบ​แยก​ออกจาก​กัน​ได้​ด้วย​วิธี​ทาง​เภสัชวิทยา ​และ​ตาม​มุมมอง​นี้ ​ทั้งสอง​อย่าง​ต่าง​ก็​ไม่​ใช่​สิ่ง​เดียว​กับ​สัญญาณ​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​รางวัล​ที่ Schultz ​บันทึก​ไว้ ​วงการ​จึง​ถือ​บทบาท​ที่​เป็นไปได้​สาม​แบบ​สำหรับ​โมเลกุล​ตัว​เดียวกัน​ไว้​พร้อมกัน ​ความชอบ ​การเรียนรู้ ​ความอยาก ​ตึง​กัน​อยู่​และ​ยัง​หา​ข้อยุติ​ไม่​ได้ ​ไม่​ใช่​เรื่องเล่า​เดียว​ที่​ปิด​จบ​แล้ว ​ใครก็ตาม​ที่​เล่าเรื่อง​โดปามีน​ราวกับ​มัน​จบ​สมบูรณ์ ​กำลัง​ข้าม​ข้อโต้แย้ง​ทางวิทยาศาสตร์​จริงๆ ​ที่​ยัง​ถก​กัน​อยู่​ใน​ห้อง​แล็บ​ทั้งสอง​ฝั่ง​แอตแลนติก

​เมื่อ​การคาดการณ์​หยุด​อัปเดต

​ใน​กลุ่ม​ผู้ป่วย​ซึมเศร้า ​สัญญาณ​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​รางวัล​ทื่อ​ลง ​เล็ก​ลง ​แบน​ราบ​กว่า ​และ​ตอบสนอง​ต่อ​ช่องว่าง​ระหว่าง​สิ่ง​ที่​คาด​ไว้​กับ​สิ่ง​ที่เกิด​ขึ้น​จริง​น้อยลง ​เมื่อ​เทียบ​กับ​กลุ่ม​ควบคุม​สุขภาพ​ดี ​เดิมพัน​ทาง​คลินิก​ของ​ข้อ​ถกเถียง​นี้​คม​ขึ้น​ใน​ปี 2018 ​เมื่อ Kumar ​และ​คณะ​นำ​ผู้ป่วย​โรค​ซึมเศร้า​ชนิด​รุนแรง​เข้าเครื่อง​สแกน fMRI ​ให้​ทำ​ภารกิจ​การเรียนรู้​แบบ​เสริม​แรง ​พร้อม​ติดตาม​สัญญาณ​ที่​คำนวณ​ได้ ​ทั้ง​ใน striatum ​บริเวณ​ประมวลผล​รางวัล​ที่​รับสัญญาณ​โดปามีน​จำนวนมาก​จาก​สมอง​ส่วนกลาง ​และ​ใน​เส้นทาง​เชื่อม​ระหว่าง striatum ​กับ ventral tegmental area ​เอง ​ความทื่อ​นี้​ไม่​คงที่ ​มัน​แปร​ตาม​จำนวน​ครั้ง​ของ​อาการ​ซึมเศร้า​ที่​แต่ละคน​เคย​เป็นมา ​ยิ่ง​ประวัติ​ยาว​ยิ่ง​แย่ ​และ​สัญญาณ RPE ​ที่​อ่อน​กว่า​ยัง​สัมพันธ์​กับ​การตอบสนอง​ที่​แย่​กว่า​ต่อ​การบำบัด​ความคิด​และ​พฤติกรรม (cognitive behavioral therapy) ​ใน​เวลา​ต่อมา ​ซึ่ง​เป็นการ​บำบัด​ด้วย​การพูดคุย​ที่​ต้อง​อาศัย​ความสามารถ​ของ​ผู้ป่วยใน​การสังเกต​และ​ปรับปรุง​การคาดการณ์​ที่​มี​ต่อ​โลก

​อ่าน​ตรงๆ ​ความรู้สึก​ราบเรียบ​ที่​คน​เป็น​ซึมเศร้า​มัก​บรรยาย​ถึง​จึง​มี​คำอธิบาย​เชิงกล​ไก​ที่​เฉพาะเจาะจง ​ไม่​ใช่​แค่​อารมณ์​หม่น​ที่​ซ้อนทับ​อยู่​บน​ความคิด​ปกติ ​แต่​เป็นการ​เปลี่ยนแปลง​ใน​อัตรา​ที่​สัญญาณ​พยากรณ์​หลัก​ของ​สมอง​ปรับตัว​เอง ​เมื่อ​เรื่อง​ดี​เกิดขึ้น​หรือไม่​เกิดขึ้น ​ถ้า​เซลล์​ประสาท​ที่​ควร​กระชาก​ขึ้น​เมื่อ​เจอ​ข่าวดี​ที่​ไม่​คาดคิด​แทบ​ไม่​ขยับ ​ความรู้สึก​ที่ว่า "​ไม่​มี​อะไร​ต่าง​ไป​จาก​เดิม ​ไม่​มี​อะไร​รู้สึก​ว่า​สำคัญ" ​ก็​ไม่​ใช่​ความล้มเหลว​ของ​กำลังใจ​หรือ​การบิดเบือน​การตัดสินใจ ​มัน​คือ​การหรี่​ลง​ที่วัด​ได้​ใน​ระบบ​ซึ่ง​ใน​สมอง​ที่​ไม่​ซึมเศร้า​ถูก​สร้าง​มา​ให้​สะดุ้งตื่น​กับ​การปรับ​ข้อมูล​แบบนี้​พอดี ​สัญญาณ​ที่​ทื่อ​ลง​นี้​ไม่​ได้​พบ​เฉพาะ​ใน​โรค​ซึมเศร้า ​ความผิดปกติ​ที่​เกี่ยวข้อง​กัน​ใน​การประมวลผล​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​รางวัล​ถูก​รายงาน​ใน​โรคจิตเภท​ด้วย ​และ​การวิเคราะห์​อภิ​มาน​ปี 2019 ​ใน Translational Psychiatry ​วางข้อ​ค้นพบ​ใน striatum ​นี้​ไว้​ใน​ภาพ​ที่​กว้าง​กว่า ​เป็น​รูปแบบ​ความผิดปกติ​ของ​วงจร​รางวัล​ที่​จำเพาะ​เพียง​บางส่วน ​ครอบคลุม​ทั้ง​กลุ่ม​โรค​ทาง​อารมณ์​และ​โรคจิต ​ข้อ​ค้นพบ​นี้​จริง​และ​ทำซ้ำ​ได้​ใน​ระดับ​กลุ่ม ​แต่​ยัง​ไม่​ใช่​ลายนิ้วมือ​สำหรับ​วินิจฉัยโรค​ซึมเศร้า​เพียง​อย่าง​เดียว

​ไม่​มี​อะไร​ใน​นี้​ลดทอน​ความหวัง​ให้​เหลือ​แค่​สารเคมี ​และ​ไม่​มี​อะไร​ลดทอน​ความผิดหวัง​ให้​เหลือ​แค่​ความผิดปกติ ​มัน​วาง​ทั้งสอง​อย่าง​ไว้​ใน​ระบบ​ที่วัด​ได้ ​ที่​ปรับตัว​ตาม​กฎ​ซึ่ง​เขียน​ออกมา​ได้ ​และ​ใน​บางคน ​ใน​บาง​ช่วงเวลา ​ระบบ​นี้​ปรับตัว​น้อยกว่า​ที่​ควร

​ขนาด​ของ​สัญญาณ​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​ไม่​ได้​ขึ้นกับ​ว่า​ผลลัพธ์​แย่​แค่​ไหน​ใน​เชิง​สัมบูรณ์ ​แต่​ขึ้นกับ​ช่องว่าง​ระหว่าง​สิ่ง​ที่​คาด​ไว้​กับ​สิ่ง​ที่มา​ถึง​จริง ​นั่น​คือ​เหตุผล​ที่​ความผิดหวัง​บางครั้ง​รู้สึก​ไม่​ได้สัดส่วน​กับ​สิ่ง​ที่​ก่อ​มัน​ขึ้น ​ความสะดุด​เล็กๆ ​ที่​ตามหลัง​ความคาดหวัง​อัน​เชื่อมั่น​เต็มที่ ​สร้าง​สัญญาณ​ลบ​ได้​ใหญ่​กว่า​ความสูญเสีย​ก้อน​โต​ที่​เตรียมใจ​ไว้​แล้ว​เสีย​อีก ​นี่​ไม่​ใช่​ความไร้เหตุผล​ที่​แปะ​ทับ​การคำนวณ ​มัน​คือ​การคำนวณ​ที่ทำงาน​ตรง​ตามที่​ออกแบบ​ไว้ ​บน​มาตราส่วน​ที่​ปรับ​เทียบ​ตาม​ความคาดหวัง ​ไม่​ใช่​ตาม​ความรุนแรง​ที่วัด​จาก​ภายนอก ​ข้อความ​ที่​เงียบหาย​ไป​จาก​คน​ที่​เรา​มั่นใจ​ว่า​เขา​ต้อง​ตอบ ​จึง​ลงทะเบียน​ใน​ระบบ​นี้​เป็น​เหตุการณ์​ที่​แหลมคม​กว่า​ความสูญเสีย​ที่​มองเห็น​มา​แต่ไกล​และ​ทำใจ​ไว้​นาน​แล้ว​ก่อน​มัน​จะ​เกิด

​พลิกกลับ​ได้​หาก: ​การศึกษา​ที่​มี​กำลัง​ทาง​สถิติ​เพียงพอ​และ​ได้รับ​การทำซ้ำ​โดยอิสระ ​พบ​ว่า​สัญญาณ​ความคลาดเคลื่อน​ใน​การทำนาย​รางวัล​ใน striatum ​หรือ midbrain ​ของ​ผู้ป่วย​โรค​ซึมเศร้า​ชนิด​รุนแรง ​ไม่​ต่าง​จาก​กลุ่ม​ควบคุม​สุขภาพ​ดี​อย่าง​มีนัย​สำคัญ​ทาง​สถิติ ​เมื่อ​จับคู่​จำนวน​ครั้ง​ของ​อาการ ​สถานะ​การใช้​ยา ​และ​การออกแบบ​ภารกิจ​ให้​ตรงกัน​อย่าง​เหมาะสม​แล้ว ​อัน​จะ​แสดงว่า​ข้อ​ค้นพบ​เรื่อง RPE ​ที่​ทื่อ​ลง​เป็นผล​จาก​ปัจจัย​กวน ​ไม่​ใช่​คุณลักษณะ​จริง​ของ​ภาวะ​ซึมเศร้า

​แหล่งข้อมูล

บทถัดไป · 8 / 1208. ตรรกะของการยอมแพ้
Size
Page
Font

The Architecture of Affect

❦
101. มายาคติเรื่องเทอร์โมสตัทที่ชำรุด202. สกุลเงินแห่งการไล่ล่า303. ต้นทุนของการเฝ้าระวังเรื้อรัง404. สถาปัตยกรรมแห่งความยืดหยุ่น505. การฟื้นฟูอย่างรวดเร็ว606. การผ่อนคลายข้อจำกัดในการทำนาย707. คณิตศาสตร์แห่งความผิดหวัง808. ตรรกะของการยอมแพ้909. การปรับเทียบสภาพแวดล้อมใหม่1010. ตัวตนแบบกระจายศูนย์1111. ดินแดนที่ยังไม่มีแผนที่1212. เจตจำนงในโลกแห่งการทำนาย