Matematinis modelis paaiškina, kaip žmonės prisimena istorijas naudodami „atsitiktinio medžio“ struktūrą

Žmonės geba prisiminti daug įvairių tipų informacijos, įskaitant faktus, datas, įvykius ir net sudėtingus pasakojimus. Supratimas, kaip prasmingos istorijos saugomos žmogaus atmintyje, yra pagrindinis daugelio kognityvinės psichologijos tyrimų objektas.

Pažangiųjų studijų instituto, Emory universiteto ir Weizmanno mokslo instituto mokslininkai neseniai bandė modeliuoti, kaip žmonės reprezentuoja prasmingus pasakojimus ir saugo juos atmintyje, naudodami matematinius objektus, vadinamus „atsitiktiniais medžiais“. Jų straipsnyje, paskelbtame žurnale „ Physical Review Letters“, pristatoma nauja konceptuali žmogaus atminties procesų tyrimo sistema, paremta matematika, informatika ir fizika.

„Mūsų tyrimas siekė patenkinti svarbų poreikį: sukurti matematinę žmogaus atminties teoriją prasmingai medžiagai, pavyzdžiui, pasakojimams“, – teigė vyresnysis straipsnio autorius Misha Tsodyks. „Šioje srityje sutariama, kad pasakojimai yra pernelyg sudėtingi, kad būtų galima sukurti tokią teoriją, bet manau, kad mes įrodėme kitaip: nepaisant sudėtingumo, egzistuoja statistiniai dėsningumai, kaip žmonės prisimena istorijas, kuriuos galima numatyti remiantis keliais paprastais pagrindiniais principais.“

Siekdami efektyviai modeliuoti prasmingų prisiminimų reprezentaciją naudodami atsitiktinius medžius, Tsodyks ir jo kolegos atliko istorijų prisiminimo eksperimentus su daugybe dalyvių, naudodamiesi internetinėmis platformomis „Amazon“ ir „Prolific“. Tyrime buvo panaudoti pasakojimai iš Labovo darbų. Iš viso 100 žmonių buvo paprašyta prisiminti 11 įvairaus ilgio istorijų (nuo 20 iki 200 sakinių), po kurių mokslininkai analizavo prisiminimų transkripcijas, kad patikrintų savo teoriją.

„Pasirinkome žodinių istorijų rinkinį, kurį septintajame dešimtmetyje užrašė garsus lingvistas W. Labovas“, – aiškino Tsodyksas. „Greitai supratome, kad norint analizuoti tokį duomenų kiekį, reikia naudoti modernius dirbtinio intelekto įrankius, neseniai sukurtus didelius kalbos modelius (LLM).“

Pastebėjome, kad žmonės ne tik prisimena atskirus įvykius iš istorijų, bet dažnai apibendrina gana dideles pasakojimo dalis (pvz., epizodus) vienu sakiniu. Tai leido mums manyti, kad pasakojimas atmintyje saugomas kaip medis, kurio mazgai, esantys arčiau šaknies, vaizduoja abstrakčias didesnių epizodų santraukas.“

Tsodyks ir jo kolegos iškėlė hipotezę, kad pasakojimą vaizduojantis medis susiformuoja tą akimirką, kai žmogus pirmą kartą išgirsta ar perskaito istoriją ir ją supranta. Kadangi ankstesni tyrimai rodo, kad skirtingi žmonės tas pačias istorijas suvokia skirtingai, susiformavę medžiai turės unikalią struktūrą.

„Mes suformulavome modelį kaip tam tikros struktūros atsitiktinių medžių ansamblį“, – sakė Tsodyksas. „Šio modelio grožis yra tas, kad jį galima apibūdinti matematiškai, o jo prognozes galima tiesiogiai patikrinti su duomenimis, ką mes ir padarėme. Pagrindinė mūsų atsitiktinio medžio atminties ir paieškos modelio naujovė yra prielaida, kad visa prasminga medžiaga atmintyje paprastai vaizduojama vienodai.“

Mūsų tyrimai gali turėti platesnės reikšmės žmogaus kognityvinių procesų supratimui, nes pasakojimai atrodo kaip universalus būdas, kuriuo mes samprotaujame apie įvairius reiškinius tiek savo asmeniniame gyvenime, tiek socialiniuose ir istoriniuose procesuose.

Naujausi komandos darbai pabrėžia matematinių ir dirbtiniu intelektu pagrįstų metodų potencialą tiriant, kaip žmonės saugo ir reprezentuoja prasmingą informaciją savo atmintyje. Būsimuose tyrimuose Tsodyks ir jo kolegos planuoja įvertinti, kiek jų teorija ir atsitiktinių medžių modeliavimo metodas gali būti taikomi kitų tipų pasakojimams, pavyzdžiui, grožinei literatūrai.

„Ambicingesnė būsimų tyrimų kryptis būtų ieškoti tiesioginių medžio modelio įrodymų“, – pridūrė Tsodyks. „Tam reikėtų sukurti eksperimentinius protokolus, kurie nebūtų paprastas atkūrimas. Kita įdomi kryptis būtų smegenų vaizdavimo metodų taikymas žmonėms, dalyvaujantiems pasakojimo suvokime ir atkūrime.“