LLM

Исследования мозга показывают, что язык не является необходимым для когнитивных процессов, лежащих в основе мышления. Уже давно размышляют о связи между языком и мышлением и о том, в какой степени они взаимосвязаны, задаваясь вопросом, является ли язык необходимым условием для мышления.Британский философ и математик Бертран Рассел ответил на этот вопрос однозначным «да», утверждая, что сама цель языка состоит в том, чтобы «сделать возможными мысли, которые без него не могли бы существовать». Но даже беглый взгляд на мир природы подсказывает, почему Рассел может ошибаться: животным не нужны слова, чтобы решать всевозможные задачи, демонстрирующие высокий уровень когнитивных способностей. Шимпанзе могут обыграть людей в стратегической игре, а новокаледонские вороны делают собственные инструменты, которые помогают им ловить добычу. Тем не менее, люди выполняют когнитивные задачи на таком уровне сложности, которого нет у шимпанзе: мы можем решать дифференциальные уравнения или сочинять величественные симфонии. Нужен ли язык в какой-либо форме для этих специфических для нашего вида достижений? Нужны ли нам слова или синтаксис в качестве каркаса для построения того, о чём мы думаем? Или когнитивные области мозга генерируют готовые мысли, которые мы затем передаём с помощью слов как средства коммуникации? Эвелина Федоренко, нейробиолог, изучающая язык в Институте исследований мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте, потратила много лет на то, чтобы найти ответы на эти вопросы. Она вспоминает, как училась в Гарвардском университете в начале 2000-х, когда гипотеза о том, что язык порождает мысль, всё ещё была популярна в научных кругах. Она сама в неё поверила.Когда Федоренко начала своё исследование 15 лет назад, в то время, когда новые методы визуализации мозга стали широкодоступными, она хотела оценить эту идею с необходимой строгостью. Недавно она стала соавтором обзорной статьи в Nature, которая включает краткое изложение её выводов за последующие годы. Из неё становится ясно, что вопрос ещё не решён; по мнению Федоренко, язык и мышление — это, по сути, отдельные сущности, которые мозг обрабатывает по отдельности. Высшие уровни когнитивных способностей — от решения новых задач до социального мышления — могут осуществляться без помощи слов или лингвистических структур.Язык работает как телепатия, позволяя нам делиться своими мыслями с другими и передавать следующему поколению знания и навыки, необходимые для процветания нашего гиперсоциального вида. Но в то же время люди с афазией, которые иногда не могут произнести ни слова, всё равно могут выполнять множество когнитивных задач, лежащих в основе мышления. Корреспондент Scientific American поговорил с Федоренко о разделении языка и мышления и перспективах дальнейшего изучения взаимодействия между мышлением и речью.

Как вы решили задать вопрос о том, являются ли язык и мышление отдельными сущностями?

Честно говоря, у меня было очень сильное предчувствие, что язык играет важную роль в формировании сложных мыслей. В начале 2000-х меня очень привлекала гипотеза о том, что, возможно, у людей есть особый механизм, который особенно хорошо подходит для вычисления иерархических структур. А язык — это яркий пример системы, основанной на иерархических структурах: слова объединяются во фразы, а фразы — в предложения. И многие сложные мыслительные процессы основаны на иерархических структурах. Поэтому я подумал: «Что ж, я собираюсь найти ту область мозга, которая обрабатывает иерархические структуры языка». В то время было несколько предположений, что некоторые части левой лобной доли коры головного мозга являются такой структурой. Но многие методы, которые люди использовали для изучения взаимодействия в мозге между языком и другими областями, были не очень хороши. Поэтому я решила, что сделаю это лучше. А потом, как это часто бывает в науке, всё оказалось не так, как я себе представляла. Я искала доказательства существования такой области мозга — и её не оказалось.Вы видите чёткое разделение между областями мозга, которые вычисляют иерархические структуры в языке, и областями мозга, которые помогают вам делать то же самое в математике или музыке. Многие научные открытия начинаются с гипотез, которые часто основаны на интуиции или прежних убежденияхМоё первоначальное образование было в традиции лингвиста Ноама Хомского, где догмой всегда было то, что мы используем язык для мышления: язык развился у нашего вида, чтобы мы могли думать. Это было моим ожиданием от такого образования. Но когда вы занимаетесь наукой, вы просто понимаете, что в большинстве случаев вы ошибаетесь — и это здорово, потому что мы узнаём, как всё устроено в реальности.

Какие доказательства того, что мышление и язык - это отдельные системы, вы нашли?

Доказательства получены с помощью двух разных методов. Один из них — это, по сути, очень старый метод, который учёные использовали на протяжении веков: изучение нарушений различных способностей, например, у людей с повреждениями мозга. Используя этот подход, мы можем рассмотреть людей с нарушениями речи — с той или иной формой афазии. Афазия как состояние изучается на протяжении веков. Что касается вопроса о том, как язык связан с системами мышления, наиболее показательными являются случаи тяжёлых нарушений, так называемой глобальной афазии, при которой люди полностью теряют способность понимать и воспроизводить речь в результате обширного повреждения левого полушария мозга. Вы можете спросить, могут ли люди с такими тяжёлыми нарушениями речи выполнять задачи, требующие мышления. Вы можете попросить их решить несколько математических задач или пройти тест на социальное мышление, и все инструкции, конечно, должны быть невербальными, потому что они больше не понимают языковую информацию. Учёные имеют большой опыт работы с группами людей, у которых нет языка, — с детьми, не умеющими говорить, или с животными, не являющимися людьми. Определённо, можно давать невербальные инструкции. И ключевой вывод, который мы сделали в ходе этой работы, заключается в том, что есть люди с серьёзными нарушениями речи, которые, тем не менее, прекрасно справляются со всеми когнитивными задачами, которые мы им предлагали. Есть люди, которые прошли множество тестов, в том числе на то, что вы могли бы назвать мышлением, например, на решение математических задач или логических головоломок, на рассуждения о том, во что верит кто-то другой, или на рассуждения о физическом мире. Так что это один из основных источников данных об этих группах людей с афазией.

Каков другой метод?

Хорошо дополняющий его подход, появившийся в 1980-х и 1990-х годах, — это нейровизуализация. Мы можем измерять изменения кровотока, когда люди выполняют разные задачи, и задавать вопросы о том, являются ли эти две системы отдельными или пересекающимися — например, пересекаются ли области мозга, отвечающие за речь, с областями, которые помогают решать математические задачи. Эти инструменты нейровизуализации очень хорошо подходят для таких вопросов. Но прежде чем я смог задать эти вопросы, мне нужно было найти способ точно и надёжно определять языковые области в мозге отдельных людей, поэтому первые несколько лет своей карьеры я посвятила разработке инструментов для этого.И как только мы найдём способ обнаружить эти языковые области и узнаем, что именно они повреждаются во взрослом возрасте, приводя к таким состояниям, как афазия, мы сможем спросить, активны ли эти языковые области, когда люди выполняют различные мыслительные задачи. Итак, вы можете прийти в лабораторию, и я могу поместить вас в сканер и найти ваши языковые области, попросив вас выполнить короткое задание, которое займёт несколько минут. Затем я могу попросить вас решить логические головоломки, судоку, выполнить сложные задания на рабочую память, спланировать что-то или принять решение. И я могу спросить, работают ли области мозга, которые, как мы знаем, отвечают за обработку речи, когда вы выполняете другие задачи. Сейчас мы провели десятки исследований, в которых рассматривались все виды неязыковых входных данных и задач, в том числе многие мыслительные задачи. Мы снова и снова обнаруживаем, что языковые области мозга практически бездействуют, когда люди занимаются мыслительной деятельностью.

Итак, какова же роль языка, если не для мышления?

То, что я делаю прямо сейчас, — это делюсь некоторыми знаниями, которые есть у меня и которых, возможно, нет у вас, — и как только я передам их вам с помощью языка, вы сможете обновить свои знания и сохранить их в своей памяти. Мы не можем читать мысли друг друга. Но мы можем использовать этот инструмент под названием «язык», который является гибким способом передачи наших внутренних состояний, чтобы передавать друг другу информацию.И на самом деле, большую часть того, что вы, вероятно, узнали о мире, вы узнали благодаря языку, а не непосредственному опыту взаимодействия с миром. Вы можете легко представить, как это давало эволюционные преимущества: облегчало совместную деятельность, передавало знания о том, как создавать инструменты, и передавало социальные знания. Когда люди начали жить большими группами, стало важнее отслеживать различные социальные связи. Кроме того, очень сложно передавать знания будущим поколениям, и язык позволяет нам делать это очень эффективно. В соответствии с идеей о том, что у нас есть язык для общения, за последние несколько десятилетий накопилось множество свидетельств, которые показывают, что различные свойства человеческих языков — а в мире насчитывается около 7000 языков, на которых говорят и которые используют в качестве жестов, — оптимизированы для эффективной передачи информации, упрощая восприятие, понимание, воспроизведение и изучение детьми.

Является ли язык тем, что делает людей особенными?

Из истории эволюции мозга мы знаем, что у людей многие части коркового слоя значительно расширились. Эти части мозга содержат несколько отдельных функциональных систем. Язык — одна из них. Но есть также система, которая позволяет нам рассуждать о других людях. Есть система, которая поддерживает решение новых задач. Есть система, которая позволяет нам объединять информацию в расширенных контекстах во времени — например, связывать несколько событий в цепочку. Скорее всего, то, что делает нас людьми, — это не один «золотой билет», как его называют некоторые. Это не что-то одно, что произошло; более вероятно, что целый ряд систем стал более сложными, занимая больше места в коре головного мозга и позволяя мыслить и вести себя более осознанно.

Взаимодействуют ли языковая и мыслительная системы друг с другом?

В нейробиологии нет отличных инструментов для изучения межсистемных взаимодействий между языком и мышлением. Но есть интересные новые возможности, которые открываются благодаря достижениям в области искусственного интеллекта, где у нас теперь есть модельная система для изучения языка в виде таких больших языковых моделей, как GPT-2 и его преемники. Эти модели очень хорошо справляются с языком, создавая идеально грамматические и осмысленные предложения. Они не так хороши в мышлении, что хорошо согласуется с идеей о том, что языковая система сама по себе не заставляет вас думать. Но мы и многие другие группы учёных работаем над тем, чтобы использовать какую-либо версию языковой модели искусственной нейронной сети в качестве модели человеческой языковой системы. Затем мы пытаемся соединить её с какой-либо системой, которая больше похожа на то, как, по нашему мнению, выглядят человеческие мыслительные системы, — например, с системой решения символических задач, такой как математическое приложение. С помощью этих инструментов ИИ мы можем, по крайней мере, спросить: «Как система мышления, система рассуждений может взаимодействовать с системой, которая хранит и использует лингвистические представления?»

Что делают большие языковые модели, чтобы помочь нам понять нейробиологию языка?

По сути, они являются первым модельным организмом для исследователей, изучающих нейробиологию языка. Они не являются биологическим организмом, но до появления этих моделей у нас не было ничего, кроме человеческого мозга, отвечающего за язык. И то, что происходит сейчас, невероятно интересно. Вы можете делать на моделях то, что не можете делать на реальных биологических системах, которые вы пытаетесь понять. Теперь мы можем задавать множество вопросов, которые раньше были совершенно недоступны: например, вопросы о развитии. В случае с людьми, конечно, вы не можете манипулировать лингвистическим материалом, с которым сталкиваются дети. Вы не можете лишить детей языка или каким-то образом ограничить их языковое окружение и посмотреть, как они развиваются. Но вы можете создавать модели, которые обучаются только на определённых видах лингвистического материала или на речевом материале, а не на текстовом. И тогда вы можете посмотреть, насколько модели, обученные определённым образом, повторяют то, что мы видим у людей в отношении их языкового поведения или реакции мозга на язык.

Новая модель ИИ, основанная на фреймворке PV-RNN, учится обобщать речь и действия так же, как это делают дети младшего возраста, объединяя зрение, проприоцепцию и языковые инструкции. В отличие от больших языковых моделей (LLM), которые опираются на обширные наборы данных, эта система использует вовлечение в процесс для достижения композиционности, требуя при этом меньше данных и вычислительной мощности.

На прошлогоднем Всемирном экономическом форуме было заявлено, что технология чтения мыслей не только реальна, но и уже используется. Мониторинг мозговой активности может повысить безопасность, например, предотвращая аварии, вызванные усталостью водителя. Так китайские машинисты поездов обязаны носить головные уборы для мониторинга мозговой активности, чтобы следить за уровнем своей усталости. Технология мониторинга мозговой активности уже используется такими компаниями, как Amazon и Walmart. Появилась ли технология чтения мыслей или Всемирный экономический форум нагнетает страх? В «Золотом отчёте» рассматривается, насколько продвинулись исследования в этой области.

https://expose-news.com/2024/09/26/mind-reading-technology-is-it-already-here/