Математики показали як мозок зберігає історії у вигляді дерев

Математики показали як мозок зберігає історії у вигляді дерев
10:15 16.07.2025
Математики показали як мозок зберігає історії у вигляді дерев
Нестор Обухівський
Нестор Обухівський
Читать на русском

Люди здатні запам’ятовувати різноманітну інформацію — факти, дати, події, а також складні оповіді. Розуміння того, як осмислені історії зберігаються в людській пам’яті, давно є однією з головних тем досліджень у когнітивній психології.

Джерело: medicalxpress.com, переклад: Хроніки Обухова

Дослідники з Інституту перспективних досліджень, Університету Еморі та Інституту Вайцмана нещодавно спробували змоделювати, як люди уявляють собі наративи та зберігають їх у пам’яті, використовуючи математичні об’єкти, відомі як «випадкові дерева». Їхня стаття, опублікована в журналі Physical Review Letters, пропонує нову теоретичну рамку для вивчення пам’яті, яка спирається на математику, інформатику й фізику.

«Ми прагнули розв’язати ключову проблему — створити математичну теорію пам’яті для осмисленого матеріалу, зокрема оповідей», — розповів провідний автор дослідження Міша Цодикс у коментарі для Medical Xpress. — «У нашій галузі побутує думка, що оповіді надто складні для математичного опису, але, на мою думку, ми довели, що це не так — попри всю складність, існують статистичні закономірності в тому, як люди згадують наративи, і їх можна передбачити за допомогою кількох простих принципів».

Щоб змоделювати представлення осмислених спогадів як випадкових дерев, команда дослідників провела експерименти з онлайн-учасниками через платформи Amazon і Prolific. Вони попросили 100 людей пригадати 11 історій різної довжини (від 20 до 200 речень), які були запозичені з роботи мовознавця Вільяма Лабова, після чого проаналізували відповіді.

«Ми обрали усні наративи, записані знаменитим лінгвістом В. Лабовом у 1960-х роках», — пояснює Цодикс. — «Досить швидко ми зрозуміли, що для аналізу такої кількості даних нам потрібні сучасні інструменти штучного інтелекту, зокрема великі мовні моделі (LLMs)».

Виявилося, що люди не просто переказують події з історій, а часто узагальнюють великі епізоди одним реченням. Це підштовхнуло дослідників до ідеї, що в пам’яті наратив представлений як дерево: вузли, які ближчі до кореня, є узагальненням більш тривалих епізодів.

На думку вчених, структура дерева формується в момент першого прочитання або прослуховування історії. Оскільки різні люди по-різному інтерпретують один і той самий наратив, дерева в їх пам’яті мають унікальні форми.

«Ми сформулювали модель як ансамбль випадкових дерев певної структури», — каже Цодикс. — «Її привабливість у тому, що вона піддається математичному розв’язанню, а її передбачення можна безпосередньо перевірити на емпіричних даних, що ми і зробили. Новизна цієї моделі полягає в припущенні, що будь-який осмислений матеріал представлений у мозку за спільним принципом».

«Це відкриває ширші можливості для досліджень людського мислення, адже оповіді — це універсальний спосіб, у який ми осмислюємо і особистий досвід, і суспільні чи історичні події».

Робота цієї міжнародної команди демонструє перспективність математичних підходів і AI-інструментів у вивченні того, як людська пам’ять обробляє складну інформацію. У наступних дослідженнях команда планує з’ясувати, чи можна застосувати модель випадкових дерев до художніх оповідань.

«Більш амбітний напрям — знайти прямі докази цієї моделі», — додає Цодикс. — «Для цього потрібно створити нові експериментальні методики. Перспективним виглядає напрям, що включає сканування мозку під час сприйняття і згадування історій».