Un algoritm AI a fost folosit pentru a descifra știința neurobiologiei limbajului uman

Recent, cercetătorii au utilizat un algoritm de inteligență artificială (AI) pentru a adânci înțelegerea modului în care creierul uman procesează și produce limbajul. Studiul, realizat cu ajutorul unui model de limbaj de mari dimensiuni, denumit Whisper, a dezvăluit o serie de informații valoroase despre activitatea cerebrală în timpul conversațiilor de zi cu zi. Această cercetare promite să ofere noi perspective în neuroștiințele limbajului și, pe termen lung, să ajute la îmbunătățirea tehnologiilor de recunoaștere vocală.

În cadrul studiului, cercetătorii au folosit modelul Whisper, care funcționează prin procesarea fișierelor audio și a transcrierilor acestora. Spre deosebire de modelele tradiționale, care codifică structuri specifice ale limbajului, cum ar fi fonemele sau părțile de vorbire, Whisper învață prin analiza statisticilor provenite din asocierea audio-text. Acest algoritm nu are codificate în setările sale structuri lingvistice, dar cercetătorii au demonstrat că, după ce modelul a fost antrenat, aceste structuri au apărut în mod natural.

Studiul arată că modelele AI, cum ar fi Whisper, pot oferi o înțelegere detaliată a modului în care limbajul este procesat de creierul uman. Astfel, studiul deschide noi posibilități pentru dezvoltarea de tehnologii care să ajute în recunoașterea vorbirii sau în îmbunătățirea comunicării între oameni.

Explorarea activității cerebrale în timpul conversațiilor reale

Cercetătorii au înregistrat conversațiile a patru participanți cu epilepsie care erau deja supuși unei proceduri chirurgicale pentru implantarea electrozilor în scopuri clinice. În total, aceștia au înregistrat peste 100 de ore de audio în timpul spitalizării participanților. Spre deosebire de studiile tradiționale, care au loc într-un mediu de laborator controlat, cercetătorii au dorit să analizeze activitatea creierului și comportamentul uman în contexte de viață reală, oferind o viziune mult mai detaliată a modului în care diferitele zone ale creierului sunt implicate în producerea și înțelegerea limbajului.

Un aspect important al cercetării a fost analiza activității creierului pe măsură ce participanții se angajau în conversații. Cercetătorii au observat că zonele cerebrale responsabile pentru procesarea sunetului, cum ar fi girul temporal superior, erau mai active atunci când se lucra cu informațiile auditive. Pe de altă parte, zonele implicate în gândirea de nivel superior, cum ar fi girul frontal inferior, se activau în mod evident în timpul înțelegerii sensului cuvintelor. Aceste descoperiri confirmă faptul că procesarea limbajului nu se face într-un mod izolat, ci este distribuită pe mai multe regiuni ale creierului.

Legătura dintre modelele AI și activitatea creierului

Cercetătorii au antrenat modelul Whisper folosind 80% din fișierele audio și transcrierile acestora, iar restul de 20% a fost utilizat pentru a testa capacitatea modelului de a prezice transcrierea din fișierele audio neauzite anterior. După ce au comparat activitatea cerebrală înregistrată cu ajutorul electrozilor cu modul în care modelul Whisper procesa audio și transcrierile, cercetătorii au descoperit o corespondență surprinzătoare între activitatea creierului și predicțiile modelului AI.

Această corespondență sugerează că modelele de limbaj AI pot reflecta procesele cerebrale implicate în înțelegerea și producerea limbajului, chiar și fără a fi programate explicit pentru a face acest lucru. De asemenea, cercetătorii au arătat că modelele AI pot extrage structuri lingvistice, cum ar fi fonemele și cuvintele, fără a fi instruiți direct să facă acest lucru. Aceste rezultate sunt deosebit de valoroase pentru înțelegerea modului în care funcționează atât modelele AI, cât și creierul uman.

În ciuda acestor descoperiri, cercetătorii subliniază că sunt necesare cercetări suplimentare pentru a înțelege pe deplin relația dintre modelele AI și activitatea cerebrală. Compararea neuronilor biologici cu rețelele neuronale artificiale ar putea oferi noi perspective asupra modului în care limbajul este procesat, iar experimentarea cu modelele de AI ar putea să permită realizarea unor simulări care ar fi imposibil de efectuat în creierul uman.

Această cercetare reprezintă un pas important în înțelegerea interacțiunii dintre limbaj, cognitivitate și inteligență artificială. Cu ajutorul tehnologiilor avansate de AI, cercetătorii speră să îmbunătățească nu doar studiul limbajului, ci și aplicațiile practice, cum ar fi dispozitivele care ajută la comunicare pentru persoanele cu dificultăți de vorbire.