Neurotieteilijät saavat käsityksen siitä, kuinka aivot lukevat tietokonekoodia

Massachusetts Institute of Technologyn (MIT) neurotieteilijät ovat saaneet arvokasta tietoa siitä, kuinka aivot lukevat tietokonekoodia. He havaitsivat, että sen sijaan, että luottaisivat kielenkäsittelyyn osallistuviin aivojen alueisiin, "multiple demand -verkko" aktivoituu. Tämä verkko on myös vastuussa monimutkaisista kognitiivisista tehtävistä, kuten matemaattisista ongelmista.

On helppo ymmärtää, miksi kielenkäsittelyyn liittyvien alueiden luulisi olevan samat tietokoneohjelmoinnin osalta, sillä nämä kaksi tehtävää ovat eri tavoin samanlaisia. Esimerkiksi tietokonekoodaus vaatii myös uusien symbolien ja termien opettelua, jotka on sitten järjestettävä niin, että kone tietää mitä tehdä. Tietokonekoodin on myös oltava erittäin selkeää, jotta ohjelmoijat voivat ymmärtää sen.

Tästä huolimatta asiat muuttuvat vieläkin monimutkaisemmiksi, koska tietokonekoodin lukeminen usean kysynnän verkossa ei vaadi samoja kognitiivisia vaatimuksia kuin matematiikka.

Anna Ivanova on MIT:n jatko-opiskelija ja tutkimuksen johtava kirjoittaja.

”Tietokoneen koodin ymmärtäminen näyttää olevan oma juttunsa. Se ei ole sama asia kuin kieli, eikä se ole sama asia kuin matematiikka ja logiikka”, Ivanova sanoo.

Tutkimukseen osallistui myös vanhempi kirjailija Evelina Fedorenko, neurotieteen apulaisprofessori ja McGovern Institute for Brain Researchin jäsen, sekä tutkijoita MIT:n tietojenkäsittelytieteen ja tekoälyn laboratoriosta ja Tuftsin yliopistosta.

Lehti julkaistiin v eLife tässä kuussa.

Fedorenkon työ keskittyy toimintoihin, jotka perustuvat aivojen kieliverkkoon, joka sijaitsee aivojen vasemmalla pallonpuoliskolla. Jotkut hänen aiemmista töistään osoittivat, että musiikki ja matematiikka eivät näytä aktivoivan kieliverkostoa.

"Tässä olimme kiinnostuneita tutkimaan kielen ja tietokoneohjelmoinnin välistä suhdetta, osittain siksi, että tietokoneohjelmointi on niin uusi keksintö, että tiedämme, ettei meillä voi olla mitään kiinteää mekanismeja, jotka tekisivät meistä hyviä ohjelmoijia", Ivanova sanoo.

Aktivoitu Multiple Demand Network

Tutkijat löysivät hyvin vähän vastausta koodiin näillä kielialueilla, mutta he havaitsivat, että usean kysynnän verkosto oli aktivoitu kaikkialla otsa- ja parietaalilohkoissa. Tähän verkkoon luotetaan, kun tehtävät vaativat suuria tietomääriä kerralla, mikä johtaa kykyymme suorittaa erilaisia ​​henkisiä tehtäviä.

"Se tekee melkein kaiken, mikä on kognitiivisesti haastavaa, mikä saa sinut ajattelemaan kovasti", Ivanova sanoo.

Tutkijat eivät määrittäneet tiettyjä alueita, joita käytetään yksinomaan ohjelmointiin, mutta he uskovat, että henkilöt, joilla on merkittävä koodauskokemus, voivat kehittää erikoistunutta aivotoimintaa.

"On mahdollista, että jos otat ihmiset, jotka ovat ammattiohjelmoijia, jotka ovat käyttäneet 30 tai 40 vuotta koodaamassa tietyllä kielellä, saatat alkaa nähdä erikoistumista tai monikysynnän järjestelmän osien kiteytymistä", Fedorenko sanoo. "Ihmisissä, jotka tuntevat koodauksen ja pystyvät hoitamaan nämä tehtävät tehokkaasti, mutta joilla on ollut suhteellisen vähän kokemusta, ei vain näytä siltä, ​​että et vielä näe mitään erikoistumista."

Johns Hopkinsin yliopiston tutkijaryhmällä oli myös samanlaisia ​​​​havaintoja, erityisesti kun usean kysynnän verkko on aktivoitu koodausongelmia varten. Tutkijoiden mukaan nämä havainnot tarkoittavat, että koodausta ei voida rajoittaa matemaattisena tai kielipohjaisena taitona, koska se voi perustua sekä kieleen että useisiin kysyntäjärjestelmiin.

"Molemmista leireistä on esitetty väitteitä - sen on oltava yhdessä matematiikan, sen on oltava yhdessä kielen kanssa", Ivanova sanoo. "Mutta näyttää siltä, ​​että tietojenkäsittelytieteen opettajien on kehitettävä omat lähestymistavansa koodin opettamiseen tehokkaimmin."