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在社会学习演化机制不明的背景下，研究人员构建神经网络模型开展研究。发现环境稳定性影响学习策略演化，社会指导和社会指令学习有差异。该研究为理解文化演化提供新视角，助力相关领域发展。
在奇妙的生物世界里，学习是生物适应环境的神奇 “武器”。从独自探索环境获取信息的个体学习，到从其他个体那里汲取经验的社会学习，这些学习方式对生物的生存和繁衍意义重大。尤其是社会学习，它作为文化演化的基石，能让信息和技能在个体间传递。然而，目前我们对社会学习的演化过程以及它在信息传播中的具体作用，了解得还远远不够。多数文化演化模型简单地假设 “文化特质” 能在个体间直接传递，可实际上，学习到的信息并非原封不动地复制存储，而是学习者基于自身知识和认知进行 “重建” 的。为了揭开这些谜团，荷兰格罗宁根大学进化生命科学研究所（Groningen Institute for Evolutionary Life Sciences, University of Groningen）的研究人员雅各布?奇索夫斯基（Jacob Chisausky）、伊内斯?玛格丽特?达拉斯（Inès Marguerite Daras）、弗朗茨?J?魏辛（Franz J. Weissing）和玛格达莱娜?科齐尔斯卡（Magdalena Kozielska）展开了深入研究，相关成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了个体基于模拟（individual - based simulations）的技术方法，构建了一个基于神经网络的模型。这个模型以之前研究个体学习演化的模型为基础，进行了巧妙扩展，纳入了两种社会学习形式 —— 社会指导（social guidance）和社会指令（social instruction）学习 。在模拟过程中，研究人员系统地改变环境属性，通过观察不同学习策略在各种环境下的演化情况来揭示其中的规律。
演化结果
- 个体学习演化：研究人员对比了无指导个体学习和自指导个体学习，发现二者在演化出的学习次数和性能上有差异。自指导个体学习在模拟中的性能变异性更大，平均性能略低于无指导个体学习。不过，不同的个体学习实现方式对演化策略（学习或不学习）影响不大。
- 社会指导学习演化：研究显示，在稳定环境中学习可能消失，不稳定环境中纯个体学习会演化，而在中等稳定性环境中，个体和社会学习的组合策略往往会演化出来。而且，当学习演化时，社会学习的比例会随着环境变化的幅度和频率增加而降低。这表明社会指导学习在多种环境条件下都能演化，并且主要以与个体学习相结合的策略形式出现。
- 社会指令学习演化：与社会指导学习不同，社会指令学习在所有环境中都受到选择抑制。但当考虑成功偏差（success bias）、更高的社会学习速度（SL Speed）和学习计划演化时，社会指令学习能作为组合策略的一部分演化，且需要社会学习先于个体学习的计划（SL→IL schedule）。即便如此，它在演化上仍比社会指导学习更困难。
演化轨迹与分类
研究人员通过分析演化轨迹，将演化结果分为无学习、纯个体学习、纯社会学习和个体与社会学习结合这四类。在中等稳定性环境中，演化结果差异很大，种群可能在不同学习策略间切换，这种复杂的演化动态与模型较多的演化自由度有关。
网络演化与学习策略演化的相互作用
研究表明，整个网络的演化对有效学习很重要。减少网络演化的自由度会降低性能；在快速或大幅环境变化时，持续的网络演化对维持高性能并非必需，而在缓慢或小幅环境变化时则至关重要；而且，演化后的网络比随机网络更有助于提高学习性能。
演化学习率
研究还发现，学习率与学习策略共同演化。在社会指令学习中，如果学习计划是随机混合（shuffled）或个体学习先于社会学习，社会学习率往往会降至零；而在 SL→IL 计划中，社会学习率大多高于零但低于个体学习率，不过社会学习速度对其影响较小。
研究结论和讨论
该研究构建的新颖建模框架充分考虑了学习机制，为研究社会学习演化提供了新视角。研究结果与预期相符，在不同稳定性环境中，生物会演化出不同的学习策略。同时，研究还揭示了社会学习形式对演化结果的重要影响，强调了学习机制在研究社会学习演化中的关键作用。与以往模型不同，该模型基于神经网络，能更好地体现知识获取的重建过程，为基因 - 文化共同演化（gene - culture coevolution）研究奠定了基础。不过，研究也存在局限性，如学习任务简单，限制了对累积文化演化等方面的研究。未来若采用更复杂的学习任务和网络结构，有望进一步挖掘该模型的潜力，为理解生物学习和文化演化提供更深入的见解。
