Istraživanje moždane osnove koncepata korišćenjem novog tipa neuronske mreže

Istraživanje moždane osnove koncepata korišćenjem novog tipa neuronske mreže

Uticaj jezika na ljudsko mišljenje mogao bi biti jači nego što se ranije pretpostavljalo. Ovo je rezultat nove studije profesora Fridemana Pulvermilera i njegovog tima iz Laboratorije za jezik mozga na Freie Universitat Berlinu.

U ovoj studiji, istraživači su ispitivali modeliranje formiranja ljudskih pojmova i uticaj jezičkih mehanizama na nastanak pojmova. Rezultati su objavljeni u časopisu Progres u neurobiologiji pod naslovom „Neurobiološki mehanizmi za jezik, simbole i koncepte: tragovi iz dubokih neuronskih mreža ograničenih na mozak“.

Deca mogu naučiti jedan ili više jezika uz malo truda. Međutim, ne treba potcenjivati uključenu kognitivnu aktivnost. Ne samo da oni koji uče jezik moraju da nauče kako da izgovaraju reči, već moraju da nauče i kako da povežu oblike reči sa sadržajem — sa konceptima kao što su „kafa“, „piće“ ili „lepota“. Ali koji su stvarni mehanizmi koji rade u mreži milijardi nervnih ćelija u našem mozgu? I da li učenje nekih koncepata striktno zahteva prisustvo jezika?

Jedna metoda za traženje odgovora na ova pitanja koristi kompjuterske modele koji simuliraju aktivnost nervnih ćelija. Međutim, klasične veštačke neuronske mreže nisu dovoljne jer su struktura i funkcija ovih mreža često različite od anatomije i fiziologije pravog mozga. Stoga, Pulvermiler i njegov istraživački tim razvijaju novu vrstu neuronske mreže koja se bliže približava stvarnim moždanim mrežama.

Ove mreže nisu samo podeljene na oblasti koje podsećaju na one u mozgu, one takođe oponašaju ljudski korteks u smislu načina na koji su ove oblasti povezane. Oblasti se sastoje od grupa veštačkih „neurona“ koji međusobno komuniciraju preko lokalnih veza. Kada se aktiviraju zajedno, ovi pojedinačni „neuroni“ mogu ojačati svoje veze; međutim, njihove veze su oslabljene kada se aktiviraju nezavisno.

Ovaj princip učenja, poznat kao hebijansko učenje, dobro je proučavan u biološkim sistemima. Koristeći ove mreže nalik mozgu ili „mozak ograničene“, istraživači mogu testirati neurobiološke teorije jezika i saznanja i objasniti kognitivne fenomene.

Na primer, ove mreže mogu da se koriste za simulaciju načina na koji se objekti percipiraju i narednih procesa učenja; dok u naprednijim studijama mogu dati informacije o formiranju pojmovnih predstava i uticaju jezika na njih. Slično ljudima, mreže mogu brzo naučiti kako reči odgovaraju određenim objektima ili radnjama.

Od posebnog interesa za istraživače je otkriće da se populacije nervnih ćelija koje su međusobno povezane, pojavljuju unutar mreža sličnih mozgu. Ove populacije funkcionišu kao biološka osnova koncepata i aktivne su ne samo za specifične objekte već i za čitave klase sličnih objekata i entiteta, kao što su „roboti“, „mačke“ ili „izlasci sunca“.

Mreže aktiviraju relevantna konceptualna „kola nervnih ćelija“ čak i kada se suoče sa novim, ranije neopaženim objektima. Formiranje pojmova bilo je još efikasnije i brže kada su se jezički izrazi učili zajedno sa predmetima ili radnjama. „Ovi rezultati pokazuju da jezik na biološkom nivou može da podrži i ubrza formiranje koncepta“, kaže Pulvermiler.

Posebno je izražen uticaj jezika na formiranje apstraktnih pojmova kao što su „lepota” ili „mir”. Dok konkretan koncept kao što je mačka ima veoma slične korelacije u stvarnom svetu (tj. različite mačke koje se razlikuju po veličini, boji, teksturi krzna, itd.), koncepti apstraktnih koncepata su izuzetno promenljivi.

Oko, skulptura i zalazak sunca mogu se smatrati „lepim“ iako nemaju zajedničke vizuelne karakteristike ili karakteristike. U simulacijama mreže pokazalo se da mreža može izgraditi neuronsku reprezentaciju apstraktnog koncepta samo ako doživljava istu lingvističku oznaku sa promenljivim instancama apstraktnog koncepta.

Ovi novi nalazi istraživanja sugerišu da je uticaj jezika na naše razmišljanje mnogo jači i značajniji nego što se ranije mislilo. Iako je nekoliko lingvista od Vilhelma fon Humbolta istaklo da su misao i jezik međusobno povezani, ideja da jezik značajno utiče na naše razmišljanje bila je prilično nepopularna ili barem vrlo kontroverzna među istraživačima.

Novi rezultati sa mrežama ograničenim mozgom sada pokazuju da jezik ima snažan uticaj na formiranje koncepta u simulacionim eksperimentima. Oni takođe sugerišu postojanje neurobiološkog mehanizma za uzročni uticaj jezika na misao.