Principais vantagens
- O cérebro humano emprega um processo complexo para aprender e compreender a linguagem.
- Com a ajuda da A.I., um estudo recente analisou a atividade cerebral dos participantes para revelar uma rede de regiões que trabalham juntas para processar a linguagem.
- Essas descobertas podem nos ajudar a entender melhor a disfunção cerebral e as doenças neurodegenerativas.
Um dos muitos mistérios da mente envolve o sistema complexo que nos permite entender a linguagem. Você é capaz de entender essa frase graças, em parte, a esse sistema em funcionamento em seu cérebro. Mas como, exatamente, isso funciona?
Apesar de usar esse sistema todos os dias, não entendemos totalmente como o cérebro dá significado a uma sequência de palavras. Em um esforço para pintar um quadro melhor desse processo, um grupo de pesquisadores usou inteligência artificial e neuroimagem para analisar o cérebro de uma pessoa durante a leitura.
As descobertas publicadas no Journal of Neuroscience revelou que várias regiões do cérebro trabalham juntas para dar sentido às frases e podem informar o desenvolvimento do tratamento para várias formas de deficiência cognitiva.
A pesquisa
O estudo analisou a atividade cerebral de quatorze indivíduos monitorados por meio de ressonância magnética funcional enquanto liam 240 frases diferentes. Essas frases foram codificadas pelo InferSent, um modelo de inteligência artificial treinado para produzir representações de frases semânticas.
As varreduras revelaram que a atividade ocorreu em uma rede de diferentes regiões do cérebro, o que indica que, em vez de um local servir como centro para a compreensão da frase, várias regiões corticais trabalham juntas para realizar essa tarefa.
Andrew Anderson, PhD
As descobertas fornecem uma nova imagem da rede em nossos cérebros que está envolvida na compreensão do significado das frases.
- Andrew Anderson, PhDEste I.A. particular é significativo porque provou prever elementos da atividade de fMRI que não podem ser previstos por outros modelos computacionais comuns. Isso permitiu aos pesquisadores prever a atividade de fMRI que reflete a codificação do significado da frase em todas as regiões do cérebro.
"As descobertas fornecem uma nova imagem da rede em nossos cérebros que estão engajados na compreensão do significado das frases", disse o pesquisador Andrew Anderson, PhD, da Universidade de Rochester. "Como todos sabemos, as frases são formadas a partir de sequências de palavras, mas o significado de uma frase é mais do que a soma das partes das palavras."
Anderson cita o exemplo de "O carro atropelou o gato". vs. "O gato atropelou o carro." Apesar do fato de que ambas as frases contêm as mesmas palavras, nosso cérebro entende que cada uma tem um significado diferente. O sistema de sinalização que nos permite processar a linguagem dessa maneira é incrivelmente complexo, mas a I.A. pode nos ajudar a entendê-lo melhor.
Por meio do aprendizado de máquina, um modelo computacional pode aproximar o significado da linguagem. Ao combinar esse modelo computacional com as informações de fMRI que destacam a atividade cerebral durante a compreensão da linguagem, podemos discernir quais regiões do cérebro estão ativas nesta tarefa.
"Não é bem compreendido onde essas representações 'holísticas' do significado são codificadas à medida que as frases são lidas", diz Anderson. "Eles estão localizados em uma única região do cérebro ou mais amplamente distribuídos em várias regiões? Nossas descobertas apontam para o último, o significado da frase é codificado em uma rede cerebral distribuída, que abrange regiões do córtex temporal, parietal e frontal."
A.I. e nossos cérebros
Conforme ilustrado por este estudo, A.I. nos ajuda a entender melhor o cérebro humano. Ao mesmo tempo, estudar o cérebro humano nos ajuda a desenvolver um I.A. mais sofisticado. É uma relação circular fascinante e benéfica.
"Quase todas as descobertas da I.A. foram extraídas da neurociência e da psicologia, com redes neurais profundas e aprendizado por reforço sendo talvez os dois exemplos mais proeminentes", diz o engenheiro neural Dhonam Pemba, PhD.
Pemba fundou vários A.I. empresas, com foco especificamente na educação e aquisição de idiomas. Mais recentemente, ele foi cofundador da Kidx, uma A.I. plataforma de educação para crianças. Ele observa que, embora aprender e pensar como o cérebro humano seja o objetivo final da I.A., é necessária uma imensa quantidade de dados e treinamento para chegar perto. A inteligência artificial não pode generalizar e extrapolar como o cérebro humano faz no aprendizado e processamento da linguagem.
Dhonam Pemba, MD, PhD
A chave para melhorar a IA e imitar o cérebro seria permitir que as redes neurais artificiais aprendam da mesma forma que as redes neurais biológicas reais.
- Dhonam Pemba, MD, PhD"Nosso cérebro para o aprendizado de línguas é capaz de iniciar o aprendizado com o conhecimento anterior", diz Pemba. "Por exemplo, aprendemos padrões de frase e somos capazes de usar novas palavras nesses padrões sem ser explicitamente dito, ou podemos aprender o novo significado de uma palavra mais rapidamente, uma vez que tenhamos aprendido outras palavras semelhantes."
O potencial das redes neurais artificiais
As redes neurais artificiais melhoraram muito os modelos computacionais, e os especialistas dizem que grandes avanços serão feitos na IA baseada em linguagem. tarefas ao longo da próxima década.
Com mais avanços no processamento da linguagem, Anderson acredita que, eventualmente, também alcançaremos uma melhor compreensão da disfunção cerebral. Usando a I.A., seria possível avaliar como as regiões do cérebro afetadas por doenças neurodegenerativas como a doença de Alzheimer codificam significado.
"Além disso, podemos testar se as redes cerebrais foram religadas para permitir que outras regiões cerebrais menos doentes assumam o papel de regiões doentes", diz ele. "Isso pode ajudar a caracterizar a progressão da doença e, possivelmente, até mesmo auxiliar na previsão de quais indivíduos com fisiopatologia elevada irão sucumbir à demência e aqueles que não irão."
Mas um progresso como esse levará tempo, e os avanços feitos na área nunca são perfeitos.
"Ainda acho que ainda há muitos desafios para imitar o cérebro humano", diz Pemba. "Primeiro, ainda não entendemos totalmente o suficiente para projetá-lo e, segundo, estamos usando computador e matemática para representar o que não sabemos. A chave para melhorar a IA e imitar o cérebro seria permitir que as redes neurais artificiais aprendam da mesma forma que as redes neurais biológicas reais fazem.
"Mas outra questão é se realmente precisamos imitá-lo completamente? Aviões não voam como pássaros."
O que isso significa para você
Sistemas incrivelmente complexos funcionam enquanto você lê ou ouve a linguagem. Como os avanços na inteligência artificial nos ajudam a entender melhor esses sistemas, temos uma chance melhor de entender e tratar a disfunção cerebral.
O bilinguismo pode fortalecer o cérebro de uma criança até a idade adulta, mostra estudo