Математическая модель объяснила, в какой форме мы храним воспоминания
Люди способны запоминать различную информацию, включая факты, даты, события и даже сложные повествования. Как мы это делаем? На этот вопрос пыталось ответить множество исследований в когнитивной психологии.
Очередное, опубликованное в Physical Review Letters, предлагает новую концепцию для изучения процессов человеческой памяти, основанную на математике, информатике и физике. Его авторы представили хранящиеся в памяти нарративы в виде математических объектов, известных как «случайные деревья».
«Наше исследование было направлено на решение ключевой задачи — создание математической теории человеческой памяти для осмысленного материала, такого как нарративы. Бытует мнение, что нарративы слишком сложны для такой теории, но мы, кажется, доказали обратное: несмотря на сложность, можно найти статистические закономерности в том, как люди воспроизводят нарративы, которые можно предсказать с помощью нескольких простых принципов», — рассказал нейробиолог Миша Цодыкс из Института Вейцмана, ведущий автор статьи.
При помощи онлайн-платформ Amazon и Prolific исследователи провели эксперименты по воспроизведению информации на большой группе испытуемых, используя тексты Уильяма Лабова. В этих опытах 100 участников воспроизводили 11 нарративов разной длины (от 20 до 200 предложений), затем ученые анализировали результаты, чтобы проверить свою теорию.
«Мы выбрали коллекцию устных нарративов, записанных известным лингвистом У. Лабовым в 1960-х годах. Мы быстро поняли, что анализ такого объема данных требует современных инструментов ИИ, таких как крупные языковые модели (LLM), — пояснил Цодыкс. — Оказалось, что люди не просто воспроизводят отдельные события, но часто обобщают относительно большие части, например, эпизоды, в одном предложении. Это дало основания полагать, что нарратив представлен в памяти в виде дерева, где узлы, ближайшие к корню, представляют собой абстрактное обобщение крупных эпизодов».
По мнению авторов, дерево, представляющее нарратив, формируется, когда человек впервые слышит или читает историю и осмысливает ее. Поскольку предыдущие исследования показывают, что разные люди понимают одни и те же нарративы по-разному, то и структура таких деревьев будет уникальной.
«Мы сформулировали модель как ансамбль случайных деревьев определенной структуры. Прелесть этой модели в том, что ее можно решить математически, а ее предсказания можно напрямую проверить с помощью данных, что мы и сделали. Главная новизна нашей модели случайных деревьев заключается в предположении, что любой осмысленный материал в общем случае представлен одинаковым образом, — отметил профессор. — Наше исследование может иметь более широкие последствия для понимания человеческого познания, поскольку нарративы, по-видимому, служат универсальным способом осмысления самых разных явлений — от личного опыта до социальных и исторических процессов».
Эта работа демонстрирует потенциал математических подходов и методов на основе ИИ для изучения, как люди хранят и представляют значимую информацию в памяти. В дальнейших исследованиях Цодыкс и его коллеги намерены оценить, насколько их теория и подход с моделированием случайных деревьев применимы к другим типам нарративов — например, художественным произведениям.
«Амбициозное направление для будущих исследований — поиск более убедительных доказательств модели дерева. Это потребует разработки новых экспериментальных протоколов, выходящих за рамки простого воспроизведения. Также интересным направлением может стать нейровизуализация мозга людей в процессе осмысления и воспроизведения нарративов», — подытожил ученый.
Нейронные следы забытых воспоминаний нашли на МРТ
Воспоминания, близкие по времени, соединяются в мозге: нейробиологи
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram