Математики показали как мозг хранит истории в виде деревьев

Математики показали как мозг хранит истории в виде деревьев
10:15 16.07.2025
Математики показали как мозг хранит истории в виде деревьев
Нестор Обуховский
Нестор Обуховский
Читати українською

Люди способны запоминать разнообразную информацию - факты, даты, события, а также сложные повествования. Понимание того, как осмысленные истории сохраняются в человеческой памяти, давно является одной из главных тем исследований в когнитивной психологии.

Источник: medicalxpress.com, перевод: Хроники Обухова

Исследователи из Института перспективных исследований, Университета Эмори и Института Вайцмана недавно попытались смоделировать, как люди представляют себе нарративы и сохраняют их в памяти, используя математические объекты, известные как "случайные деревья". Их статья, опубликованная в журнале Physical Review Letters, предлагает новую теоретическую рамку для изучения памяти, которая опирается на математику, информатику и физику.

"Мы стремились решить ключевую проблему - создать математическую теорию памяти для осмысленного материала, в частности повествований", - рассказал ведущий автор исследования Миша Цодикс в комментарии для Medical Xpress. - "В нашей отрасли бытует мнение, что рассказы слишком сложны для математического описания, но, по моему мнению, мы доказали, что это не так - несмотря на всю сложность, существуют статистические закономерности в том, как люди вспоминают нарративы, и их можно предсказать с помощью нескольких простых принципов".

Чтобы смоделировать представление осмысленных воспоминаний как случайных деревьев, команда исследователей провела эксперименты с онлайн-участниками через платформы Amazon и Prolific. Они попросили 100 человек вспомнить 11 историй разной длины (от 20 до 200 предложений), которые были позаимствованы из работы языковеда Уильяма Лабова, после чего проанализировали ответы.

"Мы выбрали устные нарративы, записанные знаменитым лингвистом В. Лабовом в 1960-х годах", - объясняет Цодикс, - "Довольно быстро мы поняли, что для анализа такого количества данных нам нужны современные инструменты искусственного интеллекта, в частности большие языковые модели (LLMs)".

Оказалось, что люди не просто пересказывают события из историй, а часто обобщают большие эпизоды одним предложением. Это подтолкнуло исследователей к идее, что в памяти нарратив представлен как дерево: узлы, которые ближе к корню, являются обобщением более длительных эпизодов.

По мнению ученых, структура дерева формируется в момент первого прочтения или прослушивания истории. Поскольку разные люди по-разному интерпретируют один и тот же нарратив, деревья в их памяти имеют уникальные формы.

"Мы сформулировали модель как ансамбль случайных деревьев определенной структуры", - говорит Цодикс, - "Ее привлекательность в том, что она поддается математическому решению, а ее предсказания можно непосредственно проверить на эмпирических данных, что мы и сделали. Новизна этой модели заключается в предположении, что любой осмысленный материал представлен в мозге по общему принципу".

"Это открывает более широкие возможности для исследований человеческого мышления, ведь повествования - это универсальный способ, которым мы осмысливаем и личный опыт, и общественные или исторические события".

Работа этой международной команды демонстрирует перспективность математических подходов и AI-инструментов в изучении того, как человеческая память обрабатывает сложную информацию. В следующих исследованиях команда планирует выяснить, можно ли применить модель случайных деревьев к художественным рассказам.

"Более амбициозное направление - найти прямые доказательства этой модели", - добавляет Цодикс, - "Для этого нужно создать новые экспериментальные методики. Перспективным выглядит направление, включающее сканирование мозга во время восприятия и вспоминания историй".