大脑在文本中寻找关键信息时使用最小的努力

作者: Aino Pekkarinen

来源: ScienceDaily

发布日期: 2023年5月

研究揭示了大脑在阅读时如何调节其资源使用,以最小的努力获取关键信息。研究还表明,通过脑电图记录的大脑活动可以预测信息增益,这可能为未来的脑信息接口提供基础。

通过分析大脑活动,研究人员发现,大脑调节其资源的使用,并试图识别最重要的信息。最近完成的一项研究表明,人脑避免不必要的努力。当一个人阅读时,她努力通过尽可能少地分配认知能力来获取尽可能多的信息。这是一个由赫尔辛基大学计算机科学和心理学专家发表在《科学报告》杂志上的发现,该杂志是一个多学科的开放获取出版平台,由《自然》杂志的出版商运营。根据这项研究,大脑在处理信息时会考虑所读内容的相对重要性。

当大脑解释所读单词的含义时,它会尝试将资源分配给解释那些在文本内容上提供尽可能多信息的单词。以前的研究表明,单词的长度和频率,以及句子中包含的句法和语义错误会影响大脑活动。在最近发表的研究中,视角扩展到句子以上的层面,即话语层面。使用六个句子的段落进行研究。在这个层面上,单词之间的关系变得更加复杂,上下文在解释单个单词中的重要性增加。在话语层面上,关于大脑的信息处理知之甚少。

研究人员开发了一个基于信息理论的模型来确定单词的信息量,并将这些与大脑活动相关联。通过让志愿者阅读维基百科条目中的句子并使用脑电图记录他们的大脑活动来进行研究。在脑电图中,观察到对阅读高价值与低价值单词的特定脑电位。当有人阅读句子“猫是通常有毛的小型哺乳动物”时,像“哺乳动物”和“有毛的”这样的单词会引发特定的脑活动模式。这表明大脑正在有效地处理信息:将努力集中在理解信息最有价值的地方。

一个相关的发现揭示,通过使用基于人工智能的技术,可以利用与单个单词相关的脑测量来预测所读单词的信息增益是低还是高。因此,我们能够预测人们处理的内容的信息增益,而无需访问内容本身。相反,我们只利用脑测量。这些结果可以用于未来的脑信息接口,这些接口在人们感知和处理各种类型的信息时观察大脑功能。Ruotsalo指出,这项研究仍处于其基本阶段。“实际应用涉及伦理和技术挑战,必须在开发任何具体内容之前解决。

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