Нашите мозъци непрекъснато правят прогнози на различни нива

Нашият мозък работи малко като функцията за автоматично довършване на вашия телефон – той непрекъснато се опитва да отгатне следващата дума, когато слушаме книга, четем или водим разговор. Противно на компютрите за разпознаване на реч, мозъците ни непрекъснато правят прогнози на различни нива, от значение и граматика до специфични звуци на речта. Това откриха изследователи от Института по психолингвистика Макс Планк и Института Дондерс на университета Радбуд в ново проучване. Техните открития са публикувани в PNAS.

Това е в съответствие с една скорошна теория за това как работи нашият мозък: това е машина за прогнози, която непрекъснато сравнява сензорната информация, която улавяме (като изображения, звуци и език) с вътрешни прогнози. „Тази теоретична идея е изключително популярна в неврологията, но съществуващите доказателства за нея често са непреки и ограничени до изкуствени ситуации“, казва водещият автор Мича Хейлброн. „Наистина бих искал да разбера как точно работи това и да го тествам в различни ситуации.“

Изследванията на мозъка на този феномен обикновено се извършват в изкуствена среда, разкрива Хейлброн. За да предизвикат предсказания, участниците са помолени да се взират в един модел от движещи се точки в продължение на половин час или да слушат прости модели в звуци като „бип бип буп, бип бип буп, …. „Проучвания от този вид всъщност разкриват, че нашият мозък може да прави прогнози, но не и че това винаги се случва в сложността на ежедневния живот. Ние се опитваме да го извадим от лабораторната среда. Ние изучаваме същия тип феномен, как мозъкът се справя с неочаквана информация, но след това в естествени ситуации, които са много по-малко предвидими.”

Хемингуей и Холмс

Изследователите са анализирали мозъчната активност на хора, слушащи разкази на Хемингуей или за Шерлок Холмс. В същото време те анализираха текстовете на книгите с помощта на компютърни модели, така наречените дълбоки невронни мрежи. По този начин те успяха да изчислят за всяка дума колко непредсказуема е тя.

За всяка дума или звук мозъкът прави подробни статистически очаквания и се оказва изключително чувствителен към степента на непредсказуемост: реакцията на мозъка е по-силна, когато дадена дума е неочаквана в контекста. „Само по себе си това не е много изненадващо: в края на краищата всеки знае, че понякога можете да предвидите предстоящия език. Например мозъкът ви понякога автоматично „запълва празното“ и мислено завършва изреченията на някой друг, например ако започне да говори много бавно, заекват или не могат да измислят дума. Но това, което показахме тук, е, че това се случва непрекъснато. Нашият мозък непрекъснато отгатва думи; предсказващата машина винаги е включена.”

Повече от софтуер

„Всъщност мозъкът ни прави нещо, сравнимо със софтуера за разпознаване на реч. Разпознавателите на реч, използващи изкуствен интелект, също непрекъснато правят прогнози и се оставят да бъдат ръководени от очакванията си, точно като функцията за автоматично довършване на вашия телефон. Въпреки това наблюдавахме голямо разлика: мозъците предвиждат не само думи, но правят прогнози на много различни нива, от абстрактно значение и граматика до специфични звуци.”

Има добра причина за продължаващия интерес от страна на технологичните компании, които биха искали да използват нови прозрения от този вид, за да изградят например по-добър език и софтуер за разпознаване на изображения. Но тези видове приложения не са основната цел на Heilbron. „Наистина бих искал да разбера как нашата предсказваща машина работи на фундаментално ниво. Сега работя със същата изследователска настройка, но за визуални и слухови възприятия, като музика.“

.