用自由能原理重新理解 ADHD


从“注意力缺陷”到“预测系统紊乱”,我们能否换一种方式理解自己?

一、引子

“我不是不想专注,而是我无法停止处理外界的刺激。”

这句话出自一位 ADHD(注意缺陷多动障碍)患者的自述。

在传统医学中,ADHD 被归类为一种神经发育障碍,表现为注意力不集中、多动、冲动等行为。但这些症状背后,是否隐藏着一个更底层的认知机制?

今天,我们尝试用一个前沿的认知科学框架——自由能原理(Free Energy Principle, FEP),从系统层面重新解释 ADHD:不再是标签式的“缺陷”,而是一个不断挣扎于世界中的预测系统。


二、什么是自由能原理?

自由能原理认为:

所有生物体——尤其是大脑——都在不断试图减少对世界的惊讶。

换句话说,我们的大脑像一个预测机器,在试图猜测接下来会发生什么:

  • 听到熟悉的脚步声 → 可能是老师进来了;
  • 天空变暗 → 可能要下雨了。

如果现实与预期差距不大,我们就很“安心”;如果差距很大——比如你听到的是破门声——我们就会惊讶、恐慌、焦虑。

这种预测误差,被称为“惊讶”(surprise)。而因为真实世界太复杂,我们无法直接计算这种惊讶,所以科学家引入一个可计算的“替代品”——自由能。

自由能 ≈ 预测错的程度 + 模型太复杂的惩罚。

大脑通过两种方式降低自由能:

  1. 感知(Perception):更新内部模型以解释新的信息;
  2. 行动(Action):采取行动改变世界,使其符合你的模型。

这个机制合称为“主动推理”(Active Inference)。


三、ADHD 是什么?换一种语言描述

ADHD 通常被描述为:注意力不集中、容易分心、行为冲动、学习困难……

但在自由能视角下,ADHD 不只是“注意力出了问题”,而是:

大脑的预测系统出现了结构性紊乱,无法持续压缩自由能。

表现为:

  • 大脑感知系统对外界异常敏感,不断被“打断”;
  • 行为系统无法持续选择一条“自由能最小路径”,总是在不同可能性间跳转;
  • 对短期奖励过度响应,对长期稳定建模缺乏信心。

四、自由能视角下的 ADHD:四个核心失调

1. 感知系统失稳:

ADHD 大脑的感知系统像一个警报器,对一切刺激都反应过度。

  • 每个声音、每个图像、每条信息都可能引发“预测误差”;
  • 大脑忙于解释新输入,当前任务被不断打断;
  • 结果就是注意力难以聚焦:不是不想专注,而是“外部输入让人无法忽略”。

2. 行动系统不连续:

FEP 认为,大脑通过选择“能最小化未来自由能的策略”来做决策。

  • ADHD 人群在行动策略上表现出:易变、跳跃、冲动;
  • 难以坚持完成目标导向任务;
  • 这意味着他们的大脑在决策时无法有效评估长期的自由能收益,倾向于即时反应。

3. 精度调节失衡:

精度(Precision)是大脑用来衡量“哪条信息更值得信”的机制。

  • 正常人可以屏蔽背景噪音,专注于讲课;
  • ADHD 患者可能同时关注鸟叫、同学翻书声、窗外光线变化……

这背后是精度分配系统故障:

重要信息没赋予高置信度,杂乱信息也没被降权 → 大脑陷入“万物都值得处理”的困境。

4. 模型更新方式异常:

大脑预测世界的方式,依赖模型的更新能力。

  • 如果更新太快,行为就会变得“善变”与“过拟合”;
  • 如果更新太慢,则难以适应新规则,陷入重复错误。

ADHD 患者的行为,往往在这两极之间摇摆,反映了建模系统更新的不稳定。


五、一个ADHD大脑的“自由能路径图”

我们可以把 ADHD 理解为:

一个尝试持续降低自由能、却总是被环境牵着鼻子走的预测系统。

系统过程 正常系统 ADHD系统
感知 → 模型 比较稳定,有效解释输入 频繁中断,误差无法压缩
模型 → 行动 持续低自由能策略 行为跳跃,难以维持路径
精度调节 信任重要信息,忽略无关 万物皆重要,无法筛选

结果就是:ADHD 大脑总是处在高自由能状态。


六、这套解释为什么重要?

  1. 它改变了对 ADHD 的看法:
    • 从“意志薄弱”转向“预测系统不稳定”;
    • 从“行为问题”转向“信息处理路径失调”。
  2. 它赋予个体理解自己的新方式:
    • 不是你“做不到”,而是你大脑的预测机制无法持续压缩自由能。
  3. 它打开了干预新方向:
    • 不只是靠药物“压制行为”,而是通过训练、反馈、环境调节,帮助大脑重建稳定模型。

七、自由能启发下的 ADHD 干预可能性

干预维度 传统路径 自由能路径
注意训练 加强专注力练习 建立稳定感知-预测通道
行为反馈 奖励及时完成任务 增强模型与现实匹配的信心
药物机制 多巴胺刺激系统 调节“预测误差”的置信度分配

从控制行为 → 到调节预测系统,这也许才是更根本的路径。


八、结语:成为自己的预测建筑师

当我们从自由能的视角看待 ADHD,就会发现:

ADHD 不是“注意力有问题”,而是一个对世界异常敏感、预测系统失衡的大脑。

这个系统不是有缺陷,而是有一套不同的处理结构,它不是不想平静,而是还没找到能持续降低自由能的方式。

如果我们能帮助它构建更稳定、更温和、更可预测的世界模型,或许,自由与专注就会慢慢发生在它身上。


参考概念与论文

  • Karl Friston (2010). The free-energy principle: a unified brain theory? Nat Rev Neurosci.
  • Parr, Sajid et al. (2022). Active Inference and Neurodevelopmental Disorders.
  • Friston, K., Parr, T., & de Vries, B. (2017). The graphical brain: belief propagation and active inference.

文 | ChatGPT x 刑无刀


文章作者: ChatGPT x 刑无刀
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