Ученые удивлены тем, насколько сильно мозг похож на искусственный интеллект
Ученые обнаружили, что человеческий мозг понимает устную речь удивительно похожим образом на работу продвинутых систем искусственного интеллекта.
Новое исследование предполагает, что человеческий мозг понимает устную речь посредством упорядоченной последовательности шагов, которые очень напоминают работу продвинутых языковых моделей ИИ. Записывая активность мозга во время прослушивания людьми устной истории, исследователи обнаружили, что последующие сигналы мозга соответствовали более глубоким слоям систем ИИ, особенно в основных языковых областях, таких как зона Брока. Результаты ставят под сомнение давние объяснения языка, основанные на правилах, и подтверждаются недавно опубликованным общедоступным набором данных, который предлагает важный новый инструмент для изучения того, как мозг создает смысл.
Активность мозга отражает языковые модели ИИ
Исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, было проведено доктором Ариэлем Гольдштейном из Еврейского университета в сотрудничестве с доктором Мариано Шайном из Google Research, а также профессором Ури Хассоном и Эриком Хамом из Принстонского университета. Команда обнаружила неожиданную связь между тем, как люди интерпретируют устную речь, и тем, как современные модели ИИ обрабатывают текст.
Используя электрокортикографические записи людей, слушавших тридцатиминутный подкаст, исследователи с высокой точностью отслеживали реакции мозга. Их анализ показал, что обработка языка в мозге происходит в структурированной последовательности, которая точно соответствует многослойной структуре больших языковых моделей, таких как GPT-2 и Llama 2.
Как мозг формирует смысл с течением времени
Когда человек слушает речь, мозг не усваивает смысл сразу. Вместо этого каждое слово проходит через ряд нейронных стадий. Голдштейн и его коллеги обнаружили, что эти стадии развиваются с течением времени таким образом, что это очень похоже на то, как работают языковые модели искусственного интеллекта. Ранние слои в ИИ фокусируются на основных характеристиках слова, в то время как более глубокие слои объединяют контекст, тон и общий смысл.
Та же закономерность наблюдалась и в мозге. Ранние реакции мозга совпадали с ранними стадиями обработки ИИ, в то время как более поздние реакции соответствовали более глубоким слоям ИИ. Эта временная взаимосвязь была особенно сильна в таких сложных языковых областях, как зона Брока, где пик активности мозга наблюдался позже, когда он был связан с более глубокими слоями модели.
По словам доктора Голдштейна, «Больше всего нас удивило, насколько точно временное развертывание смысла в мозге совпадает с последовательностью преобразований внутри больших языковых моделей. Несмотря на то, что эти системы построены совершенно по-разному, обе, похоже, сходятся к схожему поэтапному процессу построения понимания».
Почему результаты важны
Результаты показывают, что искусственный интеллект — это больше, чем просто инструмент для генерации текста. Он также может помочь ученым лучше понять, как человеческий мозг обрабатывает смысл. В течение многих лет считалось, что понимание языка зависит от фиксированных символов и жестких лингвистических правил. Это исследование оспаривает эту идею и вместо этого поддерживает более гибкий, основанный на данных взгляд, в котором смысл развивается постепенно в контексте.
Исследователи также протестировали традиционные лингвистические элементы, такие как фонемы и морфемы. Эти особенности не объясняли активность мозга в реальном времени так же хорошо, как контекстные представления, генерируемые моделями ИИ. Это подтверждает идею о том, что мозг опирается на более широкий контекст, а не на строго определенные языковые единицы.
Новый открытый ресурс для нейронауки
Чтобы способствовать развитию исследований в этой области, команда опубликовала полный набор нейронных записей вместе с соответствующими лингвистическими характеристиками. Сделав этот набор данных общедоступным, ученые по всему миру могут сравнивать различные теории понимания языка и разрабатывать вычислительные модели, которые более точно отражают работу человеческого мозга.
