2008-12-11：哈姆雷特的決定（清華大學生物資訊與結構生物研究所羅中泉教授）

莎翁劇作中最常被世人引用的一句大概是

To be, or not to be, that is the question.

這是《哈姆雷特》中的經典名句，讓哈姆雷特成為優柔寡斷，無法作決定的代表性人物。

事實上不只是哈姆雷特，我們每個人日常生活中也常常遇到一些讓人難以作決定的時刻。影響我們作決定的，不只是眼前的選項，還包括我們內心當時的狀態、過去的經驗、以及其它不直接參與決策的因素（如一旁煽動的朋友）。因此，即使同一個人面對同一組選項，在不同的時間也可能作出不同的決定。也因為決策是這麼複雜的過程，決策理論在過去幾十年來，已成為心理學與經濟學中十分重要的研究課題。

由於決策過程的非決定性（non-deterministic），隨機過程的數學理論就順理成章地被用來描述決策行為。1970年代，精通數學與物理的心理學家Roger Ratcliff（1947-）從這個數學理論中借來利器，提出使用漂移擴散（drift diffusion）理論來解釋簡單的二選一決策行為。

Ratcliff提出來的理論有兩個基本假設：第一、簡單的決策過程主要在累積資訊，當資訊累積到適當的量時，決策便可以達成。第二、在我們作決策的過程中，心智狀態受到兩個作用的影響，一個是資訊，另一個是雜訊。在我們的大腦努力累積訊息以便作決定的同時，內在與外在的雜訊也不斷地干擾資訊的累積。

Ratcliff的理論不但解釋了決策行為的非決定性，也以drift diffusion方程式定量地解釋了心理學家在決策過程中觀測到的行為，如準確率與決策時間等。這個理論非常簡單，卻又能定量的解釋決策行為，因此成為心理學的經典理論。

然而，決策是大腦的神經活動，研究決策行為終究要探討神經元或是神經線路尺度上的現象。Ratcliff的模型在這裡立刻碰到了大麻煩。首先，大腦到底在哪裡累積資訊？雜訊從何而來？誰來決定資訊累積到多少算「夠」？再者，誰說一堆神經元串起來就會自動冒出drift diffusion方程式？

因此，過去十年來，神經生物學家開始測量大腦各區域在決策行為時的神經活動，發現了一些相當有趣的現象；與此同時，理論神經科學家也開始用神經網路理論，搭配上實驗證據，來探討決策行為背後的神經機制。這些新一代的理論從動態系統（dynamical system）的角度來探討神經系統在做決策時的行為，發現有別於傳統的現象：決策行為其實是神經系統中吸子（attractor）間互相競爭的結果！

明天，十二月十一日（週四），中午十二點三十分在物理系（理學大樓）六樓會議室，清華大學生物資訊與結構生物研究所的羅中泉教授將要告訴我們，理論神經科學家到底是怎麼解釋決策過程中的神經學原理。聽完這場演講之後，或許我們還是無法替哈姆雷特作出決定，但至少會對他為什麼猶豫不決有更深刻的認識。

（感謝羅中泉教授撰寫本文）