Ваш кофе «не горячий», но не «холодный»: как нейролингвистика влияет на восприятие

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Рассуждения | Оффтопик

Мы привыкли думать, что отрицание — это просто переключение выключателя: «хорошо» превращается в «плохо», «горячо» — в «холодно». Но, как показало исследование, проведенное Арианной Зунацци и ее коллегами из Нью-Йоркского университета, мозг работает сложнее, чем мы думаем.

«Плохо» или «Не хорошо»? Иллюстрация
Автор: Designer

В мире лингвистики отрицание — это словно тень, падающая на слово. Оно не просто отменяет его значение, а добавляет новый нюанс, новый оттенок. В работе, опубликованной в PLOS Biology, исследователи рассказали, как мозг человека интерпретирует отрицательные прилагательные, отслеживая нейронную активность испытуемых с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ).

Ученые решили сосредоточиться на скалярных прилагательных, таких как «хороший» и «плохой», «теплый» и «холодный», «громкий» и «тихий». Эти слова располагаются на семантическом континууме, то есть представляют собой крайние точки некой шкалы. Изучая, как отрицание (например, «не холодный») влияет на представление этих прилагательных в мозгу, исследователи могли получить уникальное понимание того, как формируется смысл фразы.

(A) Поведенческая процедура. Участники читали утвердительные или отрицательные фразы с прилагательными (например, «действительно очень хорошо», «### не плохо») слово за словом и оценивали общее значение каждой фразы по шкале. Каждое испытание состояло из комбинаций слов «###», «действительно» и «не» в позициях 1 и 2, за которыми следовало прилагательное, представляющее низкий или высокий полюс по 6 возможным шкальным измерениям. Перед каждым испытанием участников информировали о направлении шкалы, например, от «плохого» до «хорошего», т. е. от 1 до 10. Направление шкалы было псевдорандомизировано по блокам. В конце каждого испытания давалась обратная связь (для вычисления среднего балла обратной связи присваивались 1 и 0). Для каждого испытания мы собирали непрерывные траектории движения мыши на протяжении всего испытания, а также время реакции. (B) Процедура МЭГ. Участники читали утвердительные или отрицательные фразы с прилагательными и получали инструкцию определить общее значение каждой фразы с прилагательным по шкале от 0 до 8, например, от «очень плохо» до «очень хорошо». После каждой фразы предъявлялся зонд (например, 6), и участники должны были указать, соответствует ли номер зонда общему смыслу фразы на шкале (ответ «да/нет», с помощью клавиатуры). Обратная связь предоставлялась в конце каждого испытания (зеленый или красный крестик, которому присваивались 1 и 0 для расчета среднего балла обратной связи). Во время выполнения задания участники лежали в положении лежа в магнитно-экранированной комнате, а непрерывные МЭГ-данные регистрировались с помощью 157-канальной системы аксиального градиометра на всю голову. (A и B) «###» = без модификатора; IWI = межсловный интервал.
Автор: Zuanazzi A, Ripollés P, Lin WM, Gwilliams L, King J-R, Poeppel D (2024) Negation mitigates rather than inverts the neural representations of adjectives. PLoS Biol 22(5): e3002622. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002622 CC-BY 4.0 Источник: doi.org

В первом эксперименте участники онлайн-исследования читали фразы с прилагательными и модификаторами («не», «очень»), а затем оценивали их общий смысл с помощью курсора мыши на виртуальной шкале. Результаты показали, что мозг сначала интерпретирует отрицательные фразы как утвердительные (например, «не хороший» воспринимается как «хороший»). Но затем интерпретация корректируется, двигаясь в направлении, но не достигая полного противоположного значения (например, «не хороший» приближается к «плохой», но не становится им).

(A) Результаты времени реакции в онлайн-поведенческом исследовании (N = 78). Столбики представляют среднее значение +- SEM, а точки — отдельных участников. Участники быстрее реагировали на высокие прилагательные (например, «хороший»), чем на низкие (например, «плохой»), и на утвердительные фразы (например, «действительно очень хороший»), чем на отрицательные (например, «действительно не очень хороший»). Эти результаты подтверждают предыдущие поведенческие данные, показывающие, что отрицание связано с повышенной сложностью обработки информации. (B) Окончательные интерпретации (т. е. конец траекторий) каждой фразы, представленные заполненными кружками (фиолетовый = низкий, оранжевый = высокий), усредненные по измерениям прилагательных и участникам, показывающие, что отрицание никогда не инвертирует интерпретацию прилагательных по отношению к их антонимам. (C) Траектории движения мыши для низких (фиолетовый) и высоких (оранжевый) антонимов, для каждого модификатора (оттенки оранжевого и фиолетового) и для утвердительных (левая панель) и отрицательных (правая панель) фраз. Увеличенные панели внизу показывают, что мышиные траектории утвердительных фраз отклоняются в сторону прилагательного и остаются на этой стороне до окончательной интерпретации; напротив, траектории отрицательных фраз сначала отклоняются в сторону прилагательного, а затем в сторону антонима. Этот результат подтверждается линейными моделями, построенными для данных в каждой временной точке в D. (D) Значения бета (среднее по 78 участникам) с течением времени, отдельно для утвердительных и отрицательных фраз. Более толстые линии указывают на значимые временные окна. (C, D) Черные вертикальные пунктирные линии обозначают начало презентации каждого слова: модификатора 1, модификатора 2 и прилагательного; каждая линия и штриховка представляют среднее значение участников +- SEM. (A, B, D) *** p < 0,001; * p < 0,05.
Автор: Zuanazzi A, Ripollés P, Lin WM, Gwilliams L, King J-R, Poeppel D (2024) Negation mitigates rather than inverts the neural representations of adjectives. PLoS Biol 22(5): e3002622. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002622 CC-BY 4.0 Источник: journals.plos.org

Чтобы подтвердить эти выводы, исследователи провели второй эксперимент с использованием магнитоэнцефалографии (MEG), которая позволяет отслеживать активность мозга в реальном времени. В этом эксперименте участники также читали фразы с прилагательными и модификаторами, но отвечали «да» или «нет» на вопрос, соответствует ли тестовое значение (например, 6 на шкале от 0 до 8) общему смыслу фразы.

(A) Точность декодирования (фиолетовая линия) лексико-семантических различий между антонимами по всем шкалам (т.е. объединение по шкалам «плохой», «холодный», «тихий» и «темный» и «хороший», «теплый», «громкий» и «яркий» перед подгонкой оценок) с течением времени, независимо от модификатора; значимые временные окна обозначены фиолетовой штриховкой. (B) Точность декодирования (оттенки фиолетового) для антонимов по всем шкалам по источникам мозга (после объединения по 4 измерениям), между 50 и 650 мс от начала прилагательного. Значимые пространственные кластеры обозначены черным контуром. (C) Точность декодирования отрицания с течением времени в зависимости от количества модификаторов (1 модификатор: темно-красная линия и штриховка; 2 модификатора: светло-красная линия и штриховка). 1 модификатор: «действительно ###», «### действительно», «не ###», «### не» 2 модификатора: «действительно очень», «действительно нет», «не очень», «не нет». Значимые временные окна обозначены темно-красной (1 модификатор) и светло-красной (2 модификатора) штриховкой. Для всех панелей: AUC — площадь под кривой операционной характеристики приемника, шанс = 0,5 (черная горизонтальная пунктирная линия); черные вертикальные пунктирные линии обозначают начало предъявления каждого слова: модификатора1, модификатора2 и прилагательного; каждая линия и затенение представляют среднее значение участников +- SEM; aff = affirmative, neg = negated; LH = левое полушарие; RH = правое полушарие.
Автор: Zuanazzi A, Ripollés P, Lin WM, Gwilliams L, King J-R, Poeppel D (2024) Negation mitigates rather than inverts the neural representations of adjectives. PLoS Biol 22(5): e3002622. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002622 CC-BY 4.0 Источник: journals.plos.org

Анализ данных MEG подтвердил выводы первого эксперимента: отрицание не инвертирует представление прилагательных, но ослабляет его. То есть, мозг не заменяет «не хороший» на «плохой», а сокращает «хорошее» до умеренного значения.

Кроме того, анализ активности мозга в бета-диапазоне (от 12 до 30 Гц), которая часто связана с тормозными процессами в мозге, показал, что отрицание активирует сенсомоторные области мозга, особенно в левом полушарии.

(A) Различия в низкой (12-20 Гц, красный) и высокой (21-30 Гц, желтый) бета-мощности с течением времени между отрицательными (т.е. «### не», «не ###», «действительно не», «не совсем», «не») и утвердительными фразами (т.е. «### действительно», «действительно ###», «действительно»). Отрицательные фразы демонстрируют более высокую бета-силу по сравнению с утвердительными фразами на протяжении всего представления модификаторов и в течение продолжительного временного интервала от начала звучания прилагательного до приблизительно 700 мс; значимые временные интервалы обозначены красной (низкая бета-силу) и желтой (высокая бета-силу) штриховкой; черные вертикальные пунктирные линии обозначают начало представления каждого слова: модификатора1, модификатора2 и прилагательного; каждая линия и штриховка представляют среднее значение участников +- SEM. (B) Различия (однако не достигающие статистической значимости, α = 0,05) в мощности высокой бета-активности между отрицательными и утвердительными фразами (ограничены между 97 и 271 мс от начала прилагательного, желтый кластер). (C) Значимые различия в мощности низкого бета-излучения между отрицательными и утвердительными фразами (ограниченные между 326 и 690 мс от начала прилагательного) в левой прецентральной, постцентральной и парацентральной извилинах (красный кластер). Обратите внимание, что в правом полушарии не было обнаружено значимых пространственных кластеров
Автор: Zuanazzi A, Ripollés P, Lin WM, Gwilliams L, King J-R, Poeppel D (2024) Negation mitigates rather than inverts the neural representations of adjectives. PLoS Biol 22(5): e3002622. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3002622 CC-BY 4.0 Источник: journals.plos.org

Результаты исследования впервые демонстрируют, как отрицание влияет на обработку абстрактных понятий в мозге. Исследователи отклонили гипотезу о том, что отрицание полностью инвертирует смысл слов. Напротив, они доказали, что отрицание действует как «ослабитель». Этот механизм может быть связан с работой тормозных систем мозга, которые сдерживают изначальную активацию.

Таким образом, исследование раскрывает новые детали сложного процесса обработки языка в мозге, позволяя нам лучше понять как отрицание влияет на формирование смысла. Эти выводы могут иметь значение для развития моделей искусственного интеллекта, которые учатся понимать естественный язык.

Если мозг не просто инвертирует смысл при отрицании, то как мы вообще понимаем, что слово «не» меняет его? Ведь в результате мы же все равно воспринимаем «не холодный» как «теплый»?

В этом и заключается загадка отрицания. Мозг не «переключает» смысл как выключатель, а «приглушает» его, делая более размытым. Мы не воспринимаем «не холодный» как «теплый», мы воспринимаем его как «не холодный», но при этом уже подсознательно включаем в смысл и «теплый». Это словно прозрачный фильтр, наложенный на слово, который меняет его цвет, но не делает его совершенно другим.

Если мозг обрабатывает отрицание так сложно, то почему нам так легко использовать «не» в речи?

Это отличная иллюстрация того, как наш мозг адаптируется к сложностям мира. Хотя мы не задумываемся о нейронных процессах, когда говорим «не», наш мозг автоматически включает механизм «приглушения» смысла. Это подобно тому, как мы не думаем о физических процессах, когда идём, но наш мозг координирует работу мышц и суставов, чтобы мы могли двигаться.

Есть ли какие-то применения этого открытия в практике?

Потенциально, да. Понимание того, как мозг обрабатывает отрицание, может быть полезным в различных областях: от создания более эффективных систем искусственного интеллекта до разработки новых методов обучения и реабилитации после инсульта. Например, разработка программ для обучения детей с особыми потребностями, которые с трудом воспринимают отрицание, может стать более эффективной, если будет учитывать особенности обработки «не» в мозгу.

2 комментария

A
Все эти нюансы давным-давно используются разного сорта мракетолухами, политиканами и прочими «инфлюэнсерами». А с учетом особенностей игры слов в английском языке — возможностей вообще море. Вспомним незабвенное «хайли лайкли», которое англоговорящие воспринимают, как доказанную данность, а остальные — как вполне вероятную, но не доказанную вещь.
S
новых методов обучения и реабилитации после инсульта.

А Вы сами-то пробовали, возвращать человека в норму после инсульта.
Херня все эти выше изложенные измышления для реабилитации.
Как правильно замечено — только для зомбирования плебса это очень даже нужно.
Чтобы покупали, выбирали и пр…

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Справится со всем — от зарослей травы до кустарника: Обзор мощного аккумуляторного триммера Greenworks 2105707

Недавно мы рассмотрели мощную аккумуляторную газонокосилку с батареей на 60В. Она, действительно выручает в вопросах борьбы с травой на ровном участке. Но ее возможности не безграничны. Если у вас...

Идеальное место для лунной базы найдено? NASA обнаружило подземные пещеры в Море Спокойствия

Серебристый диск Луны, безмолвный страж земных ночей, всегда манил человечество обещанием неизведанного. Фантазии о лунных базах и колониях, некогда казавшиеся сюжетами для фантастических романов,...

Охота на темную материю: пульсары — секретное оружие астрономов

Вселенная полна загадок. Черные дыры, квазары, нейтронные звезды — эти астрономические объекты до сих пор ставят в тупик ученых. Но есть тайна, которая стоит особняком, тайна,...

Не Unity, но тоже сносно: обзор игрового движка Godot Engine

Все, кто увлекается разработкой, наверняка знают, что игры создают на специальных движках. Самые популярные из них — это Unity и Unreal Engine. Однако на сегодняшний день их существует...

На каких дровах не стоит жарить шашлык: самые частые ошибки

Приготовление вкусного и ароматного шашлыка — дело, на первый взгляд, простое, но на самом деле оно требует тщательного подхода, особенно к выбору дров. Этот важный момент определяет...

Физики раскрыли секрет квантового перехода изолятор-металл: как вещество меняет свои свойства за мгновение?

Мы привыкли воспринимать мир как нечто статичное, неизменное. Кирпичи остаются кирпичами, вода — водой, а металл — металлом. Однако квантовая физика, подобно неутомимому...