- 28,221
- 46
- 8 Ноя 2022
Логика в мозге живёт отдельно от языка — и это переворачивает старую теорию.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Человек способен решать логические задачи даже после тяжелого повреждения участков мозга, отвечающих за речь. Два пациента с выраженной афазией, которые с трудом понимали слова и почти не могли говорить, успешно находили скрытые закономерности в числах и геометрических фигурах. Сканирование мозга здоровых участников подтвердило тот же вывод: языковая система не включалась ни при поиске правил, ни при проверке логических заключений.
Связь между языком и мышлением обсуждают на протяжении тысячелетий. Одна из распространенных гипотез предполагает, что человек рассуждает при помощи внутренней речи : мысленно формулирует условия, разбивает задачу на части и проговаривает вывод. Сходство действительно заметно. Сложную мысль можно разделить на отдельные утверждения, а затем соединить их по определенным правилам, почти как слова и предложения.
Однако язык плохо подходит на роль единственного инструмента логики. Речь разворачивается последовательно, слово за словом, а решение задачи нередко требует одновременно учитывать несколько связей. Естественные высказывания также допускают двусмысленность, тогда как формальная логика требует точных условий и однозначного результата.
Проверить независимость логики от речи трудно. Большинство задач задают словами, а участники отвечают устно или письменно. Даже простой тест невольно задействует чтение, понимание формулировок и подбор ответа. Исследователи обошли ограничение с помощью заданий, которые почти не требовали языка.
В первой части работы участвовали два человека, перенесшие инсульт. Повреждение затронуло языковые области мозга и привело к тяжелой афазии. Пациентам было сложно понимать обращенную речь и самостоятельно строить высказывания, однако другие интеллектуальные способности могли сохраниться.
Участникам показывали два набора чисел и предлагали определить, какое скрытое правило превращает первый набор во второй. В одном случае требовалось изменить порядок цифр, в другом убрать значения выше заданного порога. После обнаружения закономерности человек применял правило к новым примерам.
Вторая разновидность заданий состояла из геометрических узоров. Несколько фигур образовывали матрицу с пропущенным элементом, а участник должен был выбрать изображение, которое правильно продолжало последовательность. Задачи постепенно усложнялись и требовали учитывать сразу несколько признаков.
Оба пациента справлялись с логическими играми не хуже контрольной группы без речевых нарушений. После решения они могли показать найденное правило жестами или набросать схему, хотя не могли нормально объяснить ход рассуждений словами. Результат опровергает предположение, что человек без полноценной языковой системы теряет способность выводить абстрактные правила.
Отдельный эксперимент провели со здоровыми взрослыми внутри томографа. Функциональная магнитно-резонансная томография позволила проследить, какие участки мозга усиливали активность во время рассуждений. Сначала для каждого участника отдельно определили области, отвечающие за обработку языка, поскольку расположение и границы функциональных зон немного различаются у разных людей.
Исследователи также нанесли на карту сеть множественных требований. Под этим названием понимают распределенную систему областей мозга, которая активируется при сложных задачах, управлении вниманием, работе с несколькими правилами и поиске решений. Ранее многие специалисты предполагали, что именно данная сеть обеспечивает логическое мышление.
В томографе участники решали задачи на поиск скрытых числовых и визуальных закономерностей. Дополнительная серия проверяла дедуктивное мышление с помощью силлогизмов. Человеку могли сообщить два условия: если шар красный, значит, шар большой; шар красный. Затем требовалось определить, следует ли из условий вывод о размере шара.
Подобные задания разделяют два вида рассуждений. При индукции человек рассматривает примеры и самостоятельно выводит общее правило. При дедукции правило известно заранее, а участник проверяет, какой вывод из него следует. Исследователи меняли сложность задач и сравнивали поиск закономерности с простым применением уже названного правила.
Языковые области не усиливали работу ни при индуктивных, ни при дедуктивных заданиях. Даже силлогизмы, записанные в форме предложений, не заставляли речевую систему участвовать в самом логическом выводе. Язык помогал прочитать условие, но дальнейшую проверку связей выполняли другие нейронные механизмы.
Сеть множественных требований повела себя неожиданно. При поиске скрытых правил ее активность возрастала, особенно по мере усложнения задач. Во время дедуктивных рассуждений выраженного участия не обнаружили. Значит, разные виды логики могут опираться на разные системы мозга, а единого центра рассуждений, вероятно, не существует.
Работа дополняет предыдущие исследования, согласно которым языковые области не нужны для классификации предметов, понимания намерений других людей, решения математических задач и чтения программного кода. Естественная речь остается главным средством передачи мыслей, но мозг не обязан использовать тот же механизм для их построения.
Вывод имеет практическое значение для людей с афазией. Нарушение речи часто ошибочно принимают за снижение интеллекта, особенно когда человек медленно отвечает, путает слова или не может сформулировать простое предложение. Между тем пациенты с тяжелыми языковыми расстройствами продолжают играть в шахматы, решать судоку, считать деньги и принимать сложные бытовые решения.
Похожая предвзятость затрагивает людей с заиканием, врожденными речевыми нарушениями и тех, кто говорит на неродном языке. Трудности с выражением мысли ничего не сообщают о способности анализировать факты, находить закономерности или делать выводы. Новые эксперименты показывают подобное разделение не только по поведению, но и по активности мозга.
Результаты также поднимают вопрос о природе рассуждений у искусственного интеллекта. Большие языковые модели обучаются на текстах, получают запросы в форме слов и формируют ответы тем же способом. При этом системы способны убедительно воспроизводить отдельные логические операции. Человеческий мозг устроен иначе: языковая обработка и абстрактное рассуждение работают раздельно.
Различие не доказывает, что языковые модели лишены логики, но показывает ограниченность прямого сравнения с человеком. ИИ строит рассуждения внутри системы, сформированной языковыми данными, тогда как мозг может сохранить логику после почти полной утраты речи. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Его авторы продолжат искать нейронные сети, которые отвечают за разные типы логических операций.
<div class="articl-text-cover" style="position:relative;width:100%;max-width:800px;margin-left:auto;margin-right:auto;aspect-ratio:800/450;margin-bottom:2rem;overflow:hidden">
Человек способен решать логические задачи даже после тяжелого повреждения участков мозга, отвечающих за речь. Два пациента с выраженной афазией, которые с трудом понимали слова и почти не могли говорить, успешно находили скрытые закономерности в числах и геометрических фигурах. Сканирование мозга здоровых участников подтвердило тот же вывод: языковая система не включалась ни при поиске правил, ни при проверке логических заключений.
Связь между языком и мышлением обсуждают на протяжении тысячелетий. Одна из распространенных гипотез предполагает, что человек рассуждает при помощи внутренней речи : мысленно формулирует условия, разбивает задачу на части и проговаривает вывод. Сходство действительно заметно. Сложную мысль можно разделить на отдельные утверждения, а затем соединить их по определенным правилам, почти как слова и предложения.
Однако язык плохо подходит на роль единственного инструмента логики. Речь разворачивается последовательно, слово за словом, а решение задачи нередко требует одновременно учитывать несколько связей. Естественные высказывания также допускают двусмысленность, тогда как формальная логика требует точных условий и однозначного результата.
Проверить независимость логики от речи трудно. Большинство задач задают словами, а участники отвечают устно или письменно. Даже простой тест невольно задействует чтение, понимание формулировок и подбор ответа. Исследователи обошли ограничение с помощью заданий, которые почти не требовали языка.
В первой части работы участвовали два человека, перенесшие инсульт. Повреждение затронуло языковые области мозга и привело к тяжелой афазии. Пациентам было сложно понимать обращенную речь и самостоятельно строить высказывания, однако другие интеллектуальные способности могли сохраниться.
Участникам показывали два набора чисел и предлагали определить, какое скрытое правило превращает первый набор во второй. В одном случае требовалось изменить порядок цифр, в другом убрать значения выше заданного порога. После обнаружения закономерности человек применял правило к новым примерам.
Вторая разновидность заданий состояла из геометрических узоров. Несколько фигур образовывали матрицу с пропущенным элементом, а участник должен был выбрать изображение, которое правильно продолжало последовательность. Задачи постепенно усложнялись и требовали учитывать сразу несколько признаков.
Оба пациента справлялись с логическими играми не хуже контрольной группы без речевых нарушений. После решения они могли показать найденное правило жестами или набросать схему, хотя не могли нормально объяснить ход рассуждений словами. Результат опровергает предположение, что человек без полноценной языковой системы теряет способность выводить абстрактные правила.
Отдельный эксперимент провели со здоровыми взрослыми внутри томографа. Функциональная магнитно-резонансная томография позволила проследить, какие участки мозга усиливали активность во время рассуждений. Сначала для каждого участника отдельно определили области, отвечающие за обработку языка, поскольку расположение и границы функциональных зон немного различаются у разных людей.
Исследователи также нанесли на карту сеть множественных требований. Под этим названием понимают распределенную систему областей мозга, которая активируется при сложных задачах, управлении вниманием, работе с несколькими правилами и поиске решений. Ранее многие специалисты предполагали, что именно данная сеть обеспечивает логическое мышление.
В томографе участники решали задачи на поиск скрытых числовых и визуальных закономерностей. Дополнительная серия проверяла дедуктивное мышление с помощью силлогизмов. Человеку могли сообщить два условия: если шар красный, значит, шар большой; шар красный. Затем требовалось определить, следует ли из условий вывод о размере шара.
Подобные задания разделяют два вида рассуждений. При индукции человек рассматривает примеры и самостоятельно выводит общее правило. При дедукции правило известно заранее, а участник проверяет, какой вывод из него следует. Исследователи меняли сложность задач и сравнивали поиск закономерности с простым применением уже названного правила.
Языковые области не усиливали работу ни при индуктивных, ни при дедуктивных заданиях. Даже силлогизмы, записанные в форме предложений, не заставляли речевую систему участвовать в самом логическом выводе. Язык помогал прочитать условие, но дальнейшую проверку связей выполняли другие нейронные механизмы.
Сеть множественных требований повела себя неожиданно. При поиске скрытых правил ее активность возрастала, особенно по мере усложнения задач. Во время дедуктивных рассуждений выраженного участия не обнаружили. Значит, разные виды логики могут опираться на разные системы мозга, а единого центра рассуждений, вероятно, не существует.
Работа дополняет предыдущие исследования, согласно которым языковые области не нужны для классификации предметов, понимания намерений других людей, решения математических задач и чтения программного кода. Естественная речь остается главным средством передачи мыслей, но мозг не обязан использовать тот же механизм для их построения.
Вывод имеет практическое значение для людей с афазией. Нарушение речи часто ошибочно принимают за снижение интеллекта, особенно когда человек медленно отвечает, путает слова или не может сформулировать простое предложение. Между тем пациенты с тяжелыми языковыми расстройствами продолжают играть в шахматы, решать судоку, считать деньги и принимать сложные бытовые решения.
Похожая предвзятость затрагивает людей с заиканием, врожденными речевыми нарушениями и тех, кто говорит на неродном языке. Трудности с выражением мысли ничего не сообщают о способности анализировать факты, находить закономерности или делать выводы. Новые эксперименты показывают подобное разделение не только по поведению, но и по активности мозга.
Результаты также поднимают вопрос о природе рассуждений у искусственного интеллекта. Большие языковые модели обучаются на текстах, получают запросы в форме слов и формируют ответы тем же способом. При этом системы способны убедительно воспроизводить отдельные логические операции. Человеческий мозг устроен иначе: языковая обработка и абстрактное рассуждение работают раздельно.
Различие не доказывает, что языковые модели лишены логики, но показывает ограниченность прямого сравнения с человеком. ИИ строит рассуждения внутри системы, сформированной языковыми данными, тогда как мозг может сохранить логику после почти полной утраты речи. Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. Его авторы продолжат искать нейронные сети, которые отвечают за разные типы логических операций.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
