Matemātiskais modelis izskaidro, kā cilvēki atceras stāstus, izmantojot "nejaušas koka" struktūru

Cilvēki spēj atcerēties dažāda veida informāciju, tostarp faktus, datumus, notikumus un pat sarežģītus stāstus. Izpratne par to, kā jēgpilni stāsti tiek glabāti cilvēka atmiņā, ir daudzu kognitīvās psiholoģijas pētījumu galvenais mērķis.

Emorijas Universitātes Progresīvo pētījumu institūta un Veicmana Zinātnes institūta zinātnieki nesen mēģināja modelēt, kā cilvēki attēlo jēgpilnus naratīvus un uzglabā tos atmiņā, izmantojot matemātiskus objektus, kas pazīstami kā "nejauši koki". Viņu rakstā, kas publicēts žurnālā Physical Review Letters, tiek piedāvāts jauns konceptuāls ietvars cilvēka atmiņas procesu izpētei, kas balstās uz matemātiku, datorzinātnēm un fiziku.

“Mūsu pētījuma mērķis bija risināt svarīgu vajadzību: izveidot matemātisku teoriju par cilvēka atmiņu tādam jēgpilnam materiālam kā naratīvi,” sacīja Miša Tsodiks, raksta vecākais autors. “Šajā jomā pastāv vienprātība, ka naratīvi ir pārāk sarežģīti, lai izveidotu šādu teoriju, taču es uzskatu, ka esam pierādījuši pretējo: neskatoties uz sarežģītību, pastāv statistiskas likumsakarības tajā, kā cilvēki atceras stāstus, kuras var paredzēt ar dažiem vienkāršiem pamatprincipiem.”

Lai efektīvi modelētu jēgpilnu atmiņu reprezentāciju, izmantojot nejaušus kokus, Tsodiks un viņa kolēģi veica stāstu atcerēšanās eksperimentus ar lielu dalībnieku skaitu, izmantojot tiešsaistes platformas Amazon un Prolific. Pētījumā tika izmantoti Labova darba naratīvi. Kopumā 100 cilvēkiem tika lūgts atcerēties 11 dažāda garuma stāstus (no 20 līdz 200 teikumiem), pēc tam zinātnieki analizēja atmiņu transkriptus, lai pārbaudītu savu teoriju.

“Mēs izvēlējāmies mutvārdu vēstures kolekciju, ko 20. gs. sešdesmitajos gados pierakstījis slavenais valodnieks V. Labovs,” skaidroja Tsodiks. “Mēs ātri sapratām, ka šāda datu apjoma analīzei ir nepieciešams izmantot mūsdienīgus mākslīgā intelekta rīkus nesen izstrādātu lielo valodu modeļu (LLM) veidā.”

Mēs atklājām, ka cilvēki ne tikai atceras atsevišķus notikumus no stāstiem, bet bieži vien vienā teikumā apkopo diezgan lielas stāstījuma daļas (piemēram, epizodes). Tas lika mums domāt, ka stāstījums atmiņā tiek glabāts kā koks, kur mezgli tuvāk saknei attēlo lielāku epizožu abstraktus kopsavilkumus.

Tsodiks un viņa kolēģi izvirzīja hipotēzi, ka koks, kas attēlo stāstījumu, veidojas brīdī, kad cilvēks pirmo reizi dzird vai izlasa stāstu un to saprot. Tā kā iepriekšējie pētījumi liecina, ka dažādi cilvēki vienus un tos pašus stāstus uztver atšķirīgi, izveidotajiem kokiem būs unikāla struktūra.

"Mēs formulējām modeli kā noteiktas struktūras nejaušu koku ansambli," sacīja Tsodiks. "Šī modeļa skaistums slēpjas faktā, ka to var aprakstīt matemātiski, un tā prognozes var pārbaudīt tieši pret datiem, ko mēs arī izdarījām. Mūsu nejaušo koku atmiņas un atgūšanas modeļa galvenais jauninājums ir pieņēmums, ka viss nozīmīgais materiāls atmiņā parasti tiek attēlots vienādi."

Mūsu pētījumam varētu būt plašāka ietekme uz cilvēka kognitīvo procesu izpratni, jo naratīvi šķiet universāls veids, kā mēs spriežam par plašu parādību klāstu gan mūsu individuālajā dzīvē, gan sociālajos un vēsturiskajos procesos."

Komandas nesen veiktais darbs izceļ matemātisko un uz mākslīgo intelektu balstītu pieeju potenciālu pētīt, kā cilvēki savās atmiņās uzglabā un attēlo jēgpilnu informāciju. Turpmākajos pētījumos Tsodiks un viņa kolēģi plāno novērtēt, cik lielā mērā viņu teoriju un nejaušo koku modelēšanas pieeju var piemērot cita veida naratīviem, piemēram, daiļliteratūrai.

“Vērīgāks virziens turpmākajiem pētījumiem būtu meklēt tiešākus pierādījumus koku modelim,” piebilda Tsodiks. “Tas prasītu izstrādāt eksperimentālus protokolus, kas nav tikai vienkārša atskaņošana. Vēl viens interesants virziens būtu izmantot smadzeņu attēlveidošanas metodes cilvēkiem, kas iesaistīti naratīva izpratnē un atskaņošanā.”