پژوهشگران «دانشگاه عبری اورشلیم» به همراه محققانی از «گوگل ریسرچ» و «دانشگاه پرینستون» در مطالعه‌ای تازه کشف کرده‌اند که مغز انسان هنگام شنیدن گفتار، معنا را به‌شکل لایه‌ای و گام‌به‌گام پردازش می‌کند؛ رویکردی که شباهت قابل‌توجهی به عملکرد مدل‌های زبانی بزرگ مانند GPT-2 و Llama 2 دارد. این یافته‌ها که در مجله Nature Communications منتشر شده‌اند، دیدگاه‌های سنتی مبتنی بر قواعد زبانی را به چالش می‌کشند.
پردازش گام‌به‌گام زبان در مغز؛ همانند معماری مدل‌های زبانی بزرگ
در این پژوهش، دانشمندان با استفاده از الکتروکورتیکوگرافی، فعالیت الکتریکی مغز افرادی را که به یک پادکست سی‌دقیقه‌ای گوش می‌کردند، ثبت کردند. سپس زمان و مکان پردازش واژه‌ها در مغز را با لایه‌های مختلف مدل‌های زبانی بزرگ مقایسه نمودند. نتیجه این بود که مغز برخلاف تصور رایج، معنا را یکباره به دست نمی‌آورد؛ بلکه هر واژه از مراحل عصبی متوالی عبور می‌کند.
گلدشتاین و همکارانش دریافتند لایه‌های اولیه مدل‌های هوش مصنوعی با مراحل نخستین پردازش واژه در مغز همخوانی دارند و لایه‌های عمیق‌تر نیز با پاسخ‌های عصبی مراحل پایانی در مناطقی مانند ناحیه بروکا مطابقت می‌کنند. به عبارت دیگر، توالی زمانی پردازش زبان در مغز، آینه‌ای از طراحی لایه‌ای مدل‌های زبانی مدرن است.
ناحیه بروکا؛ نقطه اشتراک مغز و هوش مصنوعی
یافته‌های این پژوهش نشان می‌دهد مناطق کلیدی زبانی مغز، به‌ویژه ناحیه بروکا، رفتاری مشابه لایه‌های میانی و عمیق مدل‌های زبانی نشان می‌دهند. این منطقه که مدت‌های طولانی به‌عنوان مرکز اصلی پردازش دستور زبان شناخته می‌شد، در این مطالعه به‌عنوان بخشی از زنجیره ساخت معنا در مغز ظاهر شده است.
این کشف، نظریه‌های سنتی را که زبان را بر اساس قواعد دستوری از پیش تعیین‌شده توصیف می‌کنند، زیر سؤال می‌برد. به باور پژوهشگران، درک زبان در مغز و هوش مصنوعی بیشتر مبتنی بر الگوهای آماری و پردازش تدریجی است تا اعمال قانون‌های ثابت.
انتشار داده‌های باز برای پژوهش‌های آینده
همراه با این پژوهش، مجموعه داده عمومی تازه‌ای منتشر شده که به دانشمندان امکان می‌دهد فرایندهای شکل‌گیری معنا در مغز را با دقت بیشتری بررسی کنند. در دسترس بودن چنین داده‌هایی می‌تواند به پژوهش‌های آینده در زمینه هوش مصنوعی و علوم اعصاب سرعت ببخشد.
- مغز واژه‌ها را گام‌به‌گام و لایه‌لایه پردازش می‌کند، نه یکجا.
- پاسخ‌های متأخر مغز به لایه‌های عمیق‌تر مدل‌های زبانی بزرگ شباهت دارد.
- ناحیه بروکا نقشی کلیدی در این پردازش تدریجی ایفا می‌کند.
- نتایج، نظریه‌های قاعده‌بنیان سنتی را به چالش می‌کشد.
- مجموعه داده عمومی جدیدی برای مطالعه نحوه شکل‌گیری معنا در مغز منتشر شده است.
پرسش‌های پرتکرار
آیا مغز انسان دقیقاً مثل هوش مصنوعی کار می‌کند؟
خیر؛ پژوهش فقط شباهت در شیوه گام‌به‌گام پردازش زبان را نشان می‌دهد و تفاوت‌های بنیادین بیولوژیکی و الگوریتمی همچنان وجود دارد.
این پژوهش چه کمکی به علوم شناختی و هوش مصنوعی می‌کند؟
این یافته‌ها می‌تواند منجر به طراحی مدل‌های زبانی کارآمدتر و همچنین درک بهتر اختلالات زبانی مانند آفازی شود.
