Нейробіологи здобули уявлення про те, як мозок читає комп’ютерний код

Нейробіологи в Масачусетському технологічному інституті (MIT) здобули цінне уявлення про те, як мозок читає комп’ютерний код. Вони виявили, що замість того, щоб покладатися на області мозку, які займаються мовою, активується «мережа багаторазового попиту». Ця мережа також відповідає за складні когнітивні завдання, такі як математичні проблеми.

Легко зрозуміти, чому можна подумати, що області, які займаються мовою, будуть одними й тими ж для програмування, оскільки ці два завдання схожі багатьма способами. Наприклад, програмування також вимагає вивчення нових символів і термінів, які потім потрібно організувати так, щоб машина знала, що робити. Комп’ютерний код також повинен бути дуже чітким, щоб програмісти могли його зрозуміти.

Незважаючи на це, речі стають ще більш складними, оскільки читання комп’ютерного коду з мережею багаторазового попиту не вимагає тих самих когнітивних вимог, як і математика.

Анна Іванова – аспірантка MIT і головний автор дослідження.

«Розуміння комп’ютерного коду здається окремою річчю. Воно не таке ж, як мова, і не таке ж, як математика та логіка», – говорить Іванова.

У дослідженні також брали участь старший автор Євеліна Федоренко, доцент нейробіології та член Інституту досліджень мозку Макговарна, а також дослідники з лабораторії комп’ютерних наук та штучного інтелекту MIT та Університету Тафтса.

Стаття була опублікована в eLife цього місяця.

Робота Федоренко зосереджена на функціях, які залежать від мовної мережі мозку, яка розташована в лівій півкулі мозку. Деякі її попередні роботи продемонстрували, що мовна мережа, здається, не активується музикою та математикою.

“Тут ми були зацікавлені у вивченні відносин між мовою та програмуванням, частково тому, що програмування – це така нова винахід, що ми знаємо, що не може бути жодних вбудованих механізмів, які роблять нас хорошими програмістами”, – говорить Іванова.

Активована мережа багаторазового попиту

Дослідники знайшли дуже мало реакції на код у цих мовних регіонах, але вони виявили, що мережа багаторазового попиту активується по всьому фронту та парієтальному лобам. Ця мережа використовується, коли завдання вимагають великої кількості інформації, яку потрібно утримувати одночасно, що призводить до нашої здатності виконувати ряд когнітивних завдань.

«Вона робить майже все, що є когнітивно складним, що змушує вас думати важко», – говорить Іванова.

Дослідники не визначили конкретних регіонів, які використовуються виключно для програмування, але вони вважають, що особи з суттєвим досвідом програмування можуть розвинути спеціалізовану активність мозку.

«Можливо, якщо ви візьмете людей, які є професійними програмістами, які провели 30 або 40 років, програмуючи на певній мові, ви можете побачити деяку спеціалізацію, або деяку кристалізацію частини системи багаторазового попиту», – говорить Федоренко. «У людей, які знайомі з програмуванням і можуть ефективно виконувати ці завдання, але мали відносно обмежений досвід, це просто не здається, що ви бачите будь-яку спеціалізацію ще».

Команда дослідників з Університету Джонса Гопкінса також мала подібні висновки, зокрема щодо активації мережі багаторазового попиту для завдань програмування. За словами дослідників, ці висновки означають, що програмування не може бути обмежено як математична навичка або мовна навичка, оскільки воно може залежати як від мови, так і від мережі багаторазового попиту.

«Були заяви з обох таборів – воно повинно бути разом з математикою, воно повинно бути разом з мовою», – говорить Іванова. «Але здається, що освітники комп’ютерних наук будуть повинні розробити свої власні підходи для навчання коду найефективніше».