Ученые узнали, как мозг обрабатывает абстрактные понятия

Ученые, используя методы машинного обучения для интерпретации результатов сканирования человеческого мозга, обнаружили области, в которых обрабатываются абстрактные понятия, такие как вера, сознание или справедливость. У людей их обрабатывает одинаковый нейронный механизм, что позволяет понимать друг друга. Результаты исследования опубликованы в журнале Cerebral Cortex.

Способность человека мыслить абстрактно, создавать мыслительные концепции и доносить их до других людей играет центральную роль в человеческом общении, в развитии общества, научном и интеллектуальном прогрессе.

Понятия, связанные с конкретными предметами или действиями, обрабатываются в тех частях головного мозга, которые отвечают за восприятие или связаны с теми или иными частями тела. В отличие от них, обработка абстрактных понятий не привязана к какой-либо одной области мозга.

Ученые из Университета Карнеги — Меллона (США) Марсель Джаст (Marcel Adam Just) и Роберт Варгас (Robert Vargas) провели исследование, позволяющее раскрыть общий алгоритм формирования в коре головного мозга универсальных для всех абстрактных понятий.

Ученые показывали девяти добровольцам различные понятия в визуальной форме, после чего давали три секунды на обдумывание. Причем каждое слово предъявляли шесть раз. Одновременно их мозг сканировали с помощью функциональной МРТ.

Затем сканы мозга обработали, используя инструменты машинного обучения, и получили шаблоны для 28 абстрактных понятий, охватывающих семь категорий: математика (вычитание, равенство, вероятность, умножение); наука (гравитация, сила, тепло, ускорение); общество (сплетни, запугивание, прощение, комплимент); эмоции (счастье, грусть, гнев, гордость); право (договор, этика, преступление, освобождение от ответственности); метафизика (причинность, сознание, истина, необходимость) и религия (божество, духовность, кощунство, вера).

Проще говоря, мозг привязывает абстрактные понятия к трем "измерениям". Первое измерение соответствует областям мозга, связанным с языком. И здесь, например, понятие этики будет соседствовать с такими понятиями как правила и мораль. То есть, человек должен сначала понять слово, чтобы затем придать ему дополнительный смысл. Второе измерение определяет абстрактные понятия в терминах ссылки либо на себя, либо на внешний источник. Например, духовность относится к себе, а причинность — к внешнему объекту. Последнее измерение определяется социальной окраской.

Удивительно то, что у разных людей одни и те же абстрактные понятия обрабатывались по одному и тому же алгоритму.

"Для меня самым впечатляющим было то, что мы смогли предсказать шаблоны нейронной активации для отдельных абстрактных концепций между людьми, — сказал Роберт Варгас. — Удивительно, что мое понимание вероятности или духовности нейронально похоже на понимание другого человека, даже если его опыт духовности отличается от моего".