Avec l#39aide d#39un réseau de langage artificiel, les neuroscientifiques du MIT ont découvert quels styles de phrases sont les furthermore susceptibles de déclencher les principaux centres de traitement du langage du cerveau.
- Les phrases complexes et inconnues activent davantage le réseau linguistique du cerveau
- Étude utilise un modèle de langage artificiel pour identifier les styles de phrases stimulant les centres de traitement du langage
- La complexité linguistique et la surprise des phrases sont des facteurs clés dans l'activation du réseau cérébral
- Les chercheurs visent à étendre ces résultats à d'autres langues et à explorer les réponses du cerveau dans l'hémisphère droit
La nouvelle étude révèle que les phrases as well as complexes, soit en raison d#39une grammaire inhabituelle, soit d#39une signification inattendue, génèrent des réponses as well as fortes dans ces centres de traitement du langage. Les phrases très simples engagent à peine ces régions, et les séquences de mots absurdes ne font pas grand-selected non plus pour elles.
Par exemple, les chercheurs ont découvert que ce réseau cérébral était as well as actif lors de la lecture de phrases inhabituelles telles que « Les signaux d#39achat et de vente restent particuliers », extraites d#39un ensemble de données linguistiques available au general public appelé C4. Cependant, cela devenait silencieux lors de la lecture de quelque chose de très basic, comme « Nous étions assis sur le canapé ».
« L#39entrée doit ressembler suffisamment à un langage pour engager le système », explique Evelina Fedorenko, professeure agrégée de neurosciences au MIT et membre du McGovern Institute for Mind Analysis du MIT. « Et puis, dans cet espace, si les choses sont vraiment faciles à traiter, alors vous n#39avez pas beaucoup de réponse. Mais si les choses deviennent difficiles ou surprenantes, s#39il y a une design inhabituelle ou un ensemble de mots inhabituels que vous êtes en practice de faire. » peut-être pas très familier, alors le réseau doit travailler furthermore dur.
Fedorenko est l#39auteur principal de l#39étude, qui paraît aujourd#39hui dans Character Human Behaviour. Greta Tuckute, étudiante diplômée du MIT, est l#39auteur principal de l#39article.
Langage de traitement
Dans cette étude, les chercheurs se sont concentrés sur les régions de traitement du langage trouvées dans l#39hémisphère gauche du cerveau, qui comprend l#39aire de Broca ainsi que d#39autres functions des lobes frontaux et temporaux gauches du cerveau.
« Ce réseau linguistique est très sélectif en fonction de la langue, mais il est in addition difficile de comprendre ce qui se passe dans ces régions linguistiques », explique Tuckute. « Nous voulions découvrir quels forms de phrases, quels kinds d#39entrées linguistiques animent le réseau linguistique de l#39hémisphère gauche. »
Les chercheurs ont commencé par compiler un ensemble de 1 000 phrases provenant d’une grande variété de sources : fiction, transcriptions de mots parlés, textes Net et article content scientifiques, entre autres.
Cinq members humains lisaient chacune des phrases tandis que les chercheurs mesuraient l#39activité de leur réseau linguistique à l#39aide de l#39imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf). Les chercheurs ont ensuite introduit ces mêmes 1 000 phrases dans un grand modèle de langage – un modèle similaire à ChatGPT, qui apprend à générer et à comprendre le langage en prédisant le mot suivant dans d’énormes quantités de texte – et ont mesuré les modèles d’activation du modèle en réponse. à chaque phrase.
Une fois qu#39ils disposaient de toutes ces données, les chercheurs ont formé un modèle de cartographie, appelé « modèle de codage », qui relie les modèles d#39activation observés dans le cerveau humain avec ceux observés dans le modèle de langage artificiel. Une fois formé, le modèle pourrait prédire comment le réseau du langage humain réagirait à toute nouvelle phrase en fonction de la façon dont le réseau du langage artificiel répondrait à ces 1 000 phrases.
Les chercheurs ont ensuite utilisé le modèle de codage pour identifier 500 nouvelles phrases qui généreraient une activité maximale dans le cerveau humain (les phrases « drive »), ainsi que des phrases qui susciteraient une activité minimale dans le réseau linguistique du cerveau (les phrases « supprimer »).
Dans un groupe de trois nouveaux individuals humains, les chercheurs ont découvert que ces nouvelles phrases stimulaient et supprimaient effectivement l#39activité cérébrale comme prévu.
« Cette modulation en boucle fermée de l#39activité cérébrale pendant le traitement du langage est nouvelle », explique Tuckute. « Notre étude montre que le modèle que nous utilisons (qui cartographie les activations du modèle de langage et les réponses cérébrales) est suffisamment précis pour ce faire. Il s#39agit de la première démonstration de cette approche dans des zones cérébrales impliquées dans la cognition de niveau supérieur, telles que le réseau linguistique.
Complexité linguistique
Pour comprendre ce qui fait que certaines phrases stimulent l#39activité additionally que d#39autres, les chercheurs ont analysé les phrases en fonction de 11 propriétés linguistiques différentes, notamment la grammaticalité, la plausibilité, la valence émotionnelle (beneficial ou négative) et la facilité de visualiser le contenu de la phrase.
Pour chacune de ces propriétés, les chercheurs ont demandé aux participants des plateformes de crowdsourcing d’évaluer les phrases. Ils ont également utilisé une approach informatique pour quantifier la « surprise » de chaque phrase, ou à quel place elle est scarce par rapport à d’autres phrases.
Cette analyse a révélé que les phrases avec une shock furthermore élevée génèrent des réponses as well as élevées dans le cerveau. Ceci est cohérent avec des études antérieures montrant que les gens ont as well as de difficulté à traiter les phrases avec une plus grande shock, disent les chercheurs.
Une autre propriété linguistique en corrélation avec les réponses du réseau linguistique était la complexité linguistique, qui est mesurée par la mesure dans laquelle une phrase adhère aux règles de la grammaire anglaise et par sa plausibilité, c#39est-à-dire le sens que le contenu a, en dehors de la grammaire.
Les phrases aux deux extrémités du spectre – soit extrêmement simples, soit si complexes qu’elles n’ont aucun sens – évoquent très peu d’activation dans le réseau linguistique. Les réponses les plus nombreuses provenaient de phrases qui ont un specific sens mais nécessitent du travail pour les comprendre, comme « Jiffy Lube of — of therapies, of course », qui provient de l#39ensemble de données Corpus of Modern day American English.
« Nous avons découvert que les phrases qui suscitent la moreover grande réponse cérébrale ont une grammaire étrange et/ou une signification étrange », explique Fedorenko. « Il y a quelque chose d#39un peu inhabituel dans ces phrases. »
Les chercheurs envisagent maintenant de voir s’ils peuvent étendre ces résultats aux locuteurs de langues autres que l’anglais. Ils espèrent également explorer quels types de stimuli peuvent activer les régions de traitement du langage dans l#39hémisphère droit du cerveau.
