MR-skanninger og tester på personer med afasi indikerer at formell resonnering bruker kretser som er forskjellige fra områdene som er dedikert til ord.

Å snakke høyt kan bidra til å organisere et problem, men det betyr ikke at hjernen må konvertere hver eneste slutning til en setning. Forskning ledet av McGovern Institute for Brain Research fra Massachusetts Institute of Technology, i USA, skiller tydelig de nevrale systemene til språk fra de som er ansatt i logisk resonnementStudien, publisert i ««Forhandlingene fra Det nasjonale vitenskapsakademiet», kombinerer funksjonell magnetisk resonansavbildning og atferdstesting på personer med alvorlige ervervede språkforstyrrelser.

Resultatet reiser et eldgammelt spørsmål: tenker vi gjennom ord, eller tjener ord primært til å kommunisere tanker konstruert andre steder? Likheten mellom syntaks og logikk har lenge næret ideen om én enkelt mekanisme: begge bryter ned komplekse strukturer til enklere elementer og rekombinerer dem i henhold til hierarkiske regler. Dataene fra gruppen koordinert av Evelina Fedorenko, førsteamanuensis i hjerne- og kognitiv vitenskap ved MIT, indikerer i stedet en deling av kognitiv arbeidskraftOmrådene som behandler ord, syntaks og betydning er ikke nødvendige for å utlede en regel eller verifisere en konklusjon.

Omfanget er praktisk. Det berører evalueringen avafasi, dommen over de som kommuniserer med vanskeligheter og sammenligningen mellom hjerne og store språkmodeller. For søk, er det metodologiske poenget klart: tilsynelatende sammenflettede evner kan avhenge av ulike nevrale infrastrukturer.

To eksperimentelle veier for å isolere resonnement

Den første delen av studien observerte nevrotypiske voksne under ulike oppgaver inne i en skanner. I den åpne versjonen av manuskriptet inkluderer utvalget: 29 deltakereDelgrupper på minst 17 personer utførte hver av de tre logikktestene. Sytten tok for seg induksjonsoppgaven, 23 de verbale syllogismene og 17 de geometriske matrisene. Forskerne lokaliserte også, individ for individ, både språknettverk både de såkalte nettverk med flere etterspørsler, et frontoparietalt system assosiert med kompleks problemløsning og eksekutiv kontroll.

I den induktive testen ble frivillige vist lister med input- og output-sifre. Oppgaven var å oppdage den skjulte transformasjonen: reversere rekkefølgen, eliminere verdier over en terskel, eller anvende en annen operasjon. Når hypotesen var formulert, måtte regelen brukes på nye eksempler. De andre testene ba dem evaluere syllogismer konstruert med "hvis-så"-proposisjoner eller identifisere sammenhenger mellom tall. Denne variasjonen er avgjørende fordi den reduserer risikoen for å forveksle logikk med et enkelt format, enten verbalt, numerisk eller visuelt.

Funksjonell magnetisk resonansavbildning måler endringer i BOLD-signalet, som er relatert til blodets oksygenering, og leser ikke tanker direkte. Teamet brukte derfor uavhengige lokalisatorer: setninger sammenlignet med sekvenser av nonord for å identifisere språklige regioner, og romlige hukommelsestester med varierende vanskelighetsgrad for å identifisere nettverket med flere behov. Designet tester om tidligere definerte kretser reagerer systematisk når inferenskravet øker.

Induksjon og deduksjon aktiverer forskjellige hjernesystemer

De sentrale dataene er negative, men informative: språknettverket rekrutteres ikke verken i induksjon eller i deduksjon. I det åpne manuskriptet gir ikke deduktive kontraster en signifikant respons i språkområder; i induksjon vises en liten effekt, mens kontrasten som brukes til å lokalisere språklig prosessering er over fire ganger sterkere. Derfor er det ikke nok å bare presentere et problem med ord for at den inferensielle beregningen skal skje i de samme kretsene som utgjør setningen.

Separasjonen blir mer kompleks når man observerer nettverk med flere etterspørslerDette nettverket reagerer når deltakerne må utlede en regel fra eksempler, men det viser ikke samme involvering i deduksjon. Basert på de rapporterte resultatene ser det ut til at deduktiv resonnering er avhengig av regioner som er forskjellige fra både de språklige og generalistiske eksekutive systemene. Derfor fremkommer det ikke et enkelt logisk sentrum: induksjon og deduksjon De kunne fordele arbeidet på tvers av delvis forskjellige arkitekturer. Dette er en viktig indikasjon, men det utgjør fortsatt ikke et komplett kart over de mentale representasjonene som brukes til resonnering.

Den andre bevislinjen involverer to menn med dyp afasi, 78 og 50 år gamle, begge med omfattende lesjoner i den nedre frontale og tinningdelen av venstre hjernehalvdel. Resultatene deres ble sammenlignet med resultatene til 40 nevrotypiske deltakere på sammenlignbar alder. Til tross for at de viste alvorlige svekkelser i grammatisk forståelse og produksjon, løste de to pasientene induksjonsproblemer og logiske matriser på et nivå som var kompatibelt med kontrollgruppen. I noen tilfeller uttrykte de den oppdagede regelen gjennom gester eller skisser.

«Dette resultatet snur opp ned på ideen om at symbolske regler krever språk»

observere Håp Kean, førsteforfatter av studien og postdoktor.

Det kliniske utvalget er nødvendigvis svært lite og tillater ikke generaliseringer om alle former for afasi. Lesjonsmetoden tilbyr imidlertid informasjon som nevroavbildning alene ikke kan gi: hvis et system er alvorlig skadet og en funksjon fortsatt er tilgjengelig, blir hypotesen om at systemet er uunnværlig mindre plausibel. Konvergensen mellom fravær av aktivering hos friske deltakere og ytelsen bevart hos pasienter styrker det derfor tolkningen, samtidig som det etterlater åpne spørsmål om individuell variasjon og bedring etter hjerneskade.

Afasi, kognitive evner og risikoen for feilvurderinger

De mest umiddelbare implikasjonene gjelder klinisk praksis og sosial persepsjon. En person med afasi kan ha problemer med å finne ord, forstå en setning eller lage grammatiske strukturer, men likevel fortsette å spille sjakk, løse sudoku, håndtere penger og ta komplekse beslutninger. Forvirrende kommunikasjonsvansker Med en reduksjon i intelligens kan det endre funksjonelle diagnoser, rehabiliteringsløp, familierelasjoner og muligheter for autonomi.

«Språkvansker viser ikke hvor intelligent eller dyktig en person er»

stater Evelina Fedorenko.

Prinsippet gjelder, med tilhørende forskjeller, også for de som stammer, de med utviklingsmessige språklige vanskeligheter eller de som bruker et fremmedspråk. For institusjoner, bedrifter og utdanningssystemer tyder forskning på å skille dem mer konseptuell kompetanse, beslutningsevne e uttrykksfull flytIntervjuer, eksamener og tjenestegrensesnitt som er svært avhengige av verbal hastighet, kan undervurdere personer som resonnerer riktig, men kommuniserer på mindre konvensjonelle måter. Dette er en tolkningsmessig konsekvens, ikke en automatisk klinisk forskrivning.

Rehabilitering kan også ha nytte av mer detaljerte vurderingerÅ opprettholde resonnement gjør ikke den språklige skaden mild, men det gir terapeuter og omsorgspersoner mulighet til å bruke diagrammer, bevegelser, tall og visuelle representasjoner uten å betrakte dem som kognitivt dårligere erstatninger. Bidraget fra University College London, gjennom Rosemary Varleys gruppe som spesialiserer seg på ervervede språkforstyrrelser, viser verdien av å kombinere grunnleggende nevrovitenskap og klinisk observasjon.

Fra språkmodeller til mer modulære AI-systemer

Forholdet medkunstig intelligens Det er uunngåelig, men det krever forsiktighet. Systemer som ChatGPT og Claude er primært trent på store tekstsamlinger og produserer tekst, men de kan simulere ulike former for resonnering. Den menneskelige hjernen, ifølge dette arbeidet, organiserer språk og logikk i nettverk som kan skilles fra hverandre. Forskjellen beviser ikke at språkmodeller ikke resonnerer, og den foreskriver heller ikke en alternativ arkitektur; snarere tilbyr den et eksperimentelt kriterium for sammenligning. flytende verbal produksjon e abstrakt slutning.

For de som utvikler systemer maskinlæring, de mest konkrete konsekvensbekymringene referansepunkt og evalueringEn modell kan formulere en overbevisende forklaring uten å anvende en regel konsekvent, eller finne den riktige løsningen uten å kunne verbalisere den godt. Referansepunkter og revisjonsprosedyrer bør derfor skille mellom nøyaktigheten av konklusjonen, stabiliteten av prosedyren, evnen til å generalisere en regel og kvaliteten på forklaringen. Nevrovitenskapelig forskning gir ikke direkte disse testene, men den stiller spørsmål ved bruken av veltalenhet som en tilstrekkelig indikator på kompetanse.

Fremover kan arkitekturer som kombinerer språklige komponenter med planleggings-, minne-, beregnings- eller symbolmanipulasjonsmoduler også studeres i lys av denne biologiske separasjonen. Det ville imidlertid være upassende å gjøre analogien om til en oppskrift: kunstige nevrale nettverk og hjernen deler ikke nødvendigvis de samme begrensningene, og MIT-arbeidet beskriver menneskelig organisering, ikke den industrielle effektiviteten til en beregningsløsning.

Forskningen publisert av PNAS, tilgjengelig via siden til MIT News og vitenskapelig artikkelinnsnevrer imidlertid omfanget av hypoteser: snakking og resonnering kan samarbeide, men de sammenfaller ikke. For nevrovitenskap betyr dette å kartlegge geografien til slutninger; for medisin og samfunn betyr det å forhindre at måten en person uttrykker en tanke på forveksles med selve tanken; for kunstig intelligens betyr det å strengt skille verbal ytelse fra logisk evne.

Her er tre innsikter som kan interessere deg:

Kartlegging av hjernen: Adrian Wanners sveitsiske revolusjon
Det er mer parallell «trafikk» i menneskehjernen enn i dyrehjernen
Menneskeheten ett skritt unna ... telepati takket være Alter Ego