Neuro naukowcy zyskują wgląd w to, jak mózg czyta kod komputerowy

Neuro naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zdobyli cenne informacje na temat tego, jak mózg czyta kod komputerowy. Stwierdzili, że zamiast polegać na obszarach mózgu zaangażowanych w przetwarzanie języka, aktywowana jest „sieć wielokrotnego zapotrzebowania”. Sieć ta jest również odpowiedzialna za złożone zadania poznawcze, takie jak problemy matematyczne.

Łatwo zrozumieć, dlaczego można by sądzić, że obszary zaangażowane w przetwarzanie języka są tymi samymi, które są używane w programowaniu komputerowym, ponieważ oba zadania są podobne w wielu ways. Na przykład, programowanie komputerowe wymaga również nauki nowych symboli i terminów, które następnie muszą być zorganizowane w taki sposób, aby maszyna wiedziała, co ma robić. Kod komputerowy musi być również bardzo wyraźny, umożliwiając programistom jego zrozumienie.

Pomimo tego, rzeczy stają się jeszcze bardziej skomplikowane, ponieważ czytanie kodu komputerowego z użyciem sieci wielokrotnego zapotrzebowania nie wymaga tych samych wymagań poznawczych, co matematyka.

Anna Ivanova jest studentką MIT i główną autorką badania.

„Zrozumienie kodu komputerowego wydaje się być czymś własnym. Nie jest to takie samo, jak język, i nie jest to takie samo, jak matematyka i logika”, mówi Ivanova.

Badanie obejmowało również seniora autora Evelinę Fedorenko, associate profesora neuro nauk i członka McGovern Institute for Brain Research, a także badaczy z MIT’s Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory i Tufts University.

Artykuł został opublikowany w eLife w tym miesiącu.

Praca Fedorenko koncentruje się na funkcjach, które zależą od sieci językowej mózgu, która znajduje się w lewej półkuli mózgu. Niektóre z jej poprzednich badań wykazały, że sieć językowa nie jest aktywowana przez muzykę i matematykę.

„Tutaj byliśmy zainteresowani zbadaniem relacji między językiem a programowaniem komputerowym, częściowo dlatego, że programowanie komputerowe jest takim nowym wynalazkiem, że wiemy, że nie może być żadnych wbudowanych mechanizmów, które sprawiają, że jesteśmy dobrymi programistami”, mówi Ivanova.

Aktywowana Sieć Wielokrotnego Zapotrzebowania

Badacze stwierdzili bardzo małą odpowiedź na kod w tych obszarach językowych, ale znaleźli aktywowaną sieć wielokrotnego zapotrzebowania w całym przednim i potylicznym płacie. Sieć ta jest używana, gdy zadania wymagają dużej ilości informacji, aby być utrzymanymi na raz, co prowadzi do naszej zdolności do wykonywania szeregu zadań mentalnych.

„Robi prawie wszystko, co jest poznawczo wymagające, co sprawia, że myślisz ciężko”, mówi Ivanova.

Badacze nie wskazali konkretnych obszarów, które są używane wyłącznie do programowania, ale uważają, że osoby z dużym doświadczeniem w programowaniu mogą rozwijać specjalistyczną aktywność mózgu.

„Możliwe, że jeśli weźmiemy ludzi, którzy są profesjonalnymi programistami, którzy spędzili 30 lub 40 lat programowania w konkretnym języku, możemy zacząć widzieć specjalizację, lub jakąś krystalizację części sieci wielokrotnego zapotrzebowania”, mówi Fedorenko. „U ludzi, którzy są zaznajomieni z programowaniem i mogą wykonywać te zadania wydajnie, ale mają ograniczone doświadczenie, po prostu nie widzimy specjalizacji jeszcze”.

Zespół badaczy z Johns Hopkins University również miał podobne wyniki, szczególnie w odniesieniu do sieci wielokrotnego zapotrzebowania, która jest aktywowana podczas rozwiązywania problemów programistycznych. Według badaczy, te wyniki oznaczają, że programowanie nie może być ograniczone do umiejętności opartych na matematyce lub języku, ponieważ może polegać na obu systemach językowych i wielokrotnego zapotrzebowania.

„Były roszczenia z obu stron – musi to być razem z matematyką, musi to być razem z językiem”, mówi Ivanova. „Ale wygląda na to, że edukatorzy nauk komputerowych będą musieli opracować własne podejścia do nauczania kodu w sposób najbardziej efektywny”.