„Ludzie mają unikalną zdolność do konstruowania abstrakcyjnych pojęć, które nie mają zakotwiczenia w świecie fizycznym, ale często bierzemy tę zdolność za pewnik”, powiedział Marcel Just, D.O. Hebb University Professor of Psychology w CMU’s Dietrich College of Humanities and Social Sciences i starszy autor pracy. „W tym badaniu wykazaliśmy, że nowo zidentyfikowane składniki znaczenia używane przez ludzki mózg, który działa jak system indeksowania, podobny do katalogu kart w bibliotece, do komponowania znaczenia pojęć abstrakcyjnych.”
Zdolność ludzi do myślenia abstrakcyjnego odgrywa główną rolę w postępie naukowym i intelektualnym. W przeciwieństwie do konkretnych pojęć, takich jak młotek, abstrakcyjne pojęcia, takie jak etyka, nie mają oczywistego domu w częściach mózgu, które zajmują się percepcją lub kontrolą naszych ciał.
„Większość naszego zrozumienia tego, jak mózg przetwarza obiekty i pojęcia, opiera się na tym, jak nasze pięć zmysłów przyjmuje informacje”, powiedział Robert Vargas, absolwent CMU w laboratorium Justa i pierwszy autor pracy. „Trudno jest opisać neuronalne środowisko abstrakcyjnych myśli, ponieważ wiele z narzędzi umysłowych mózgu do ich przetwarzania samo w sobie jest abstrakcyjnych.”
W tym badaniu Just i jego zespół zeskanowali mózgi dziewięciu uczestników za pomocą funkcjonalnego MRI. Zespół przesiał dane za pomocą narzędzi uczenia maszynowego, aby zidentyfikować wzorce dla każdego z 28 abstrakcyjnych pojęć. Zastosowali algorytm uczenia maszynowego, aby poprawnie zidentyfikować każde pojęcie (ze średnią dokładnością rangi 0,82, gdzie poziom szansy wynosi 0,50).
Just powiedział, że te abstrakcyjne pojęcia są konstruowane przez trzy wymiary znaczenia w mózgu. Pierwszy wymiar odpowiada regionom związanym z językiem. Na przykład pojęcie etyki może być powiązane z innymi słowami, takimi jak zasady i moralność. Osoba musi najpierw zrozumieć te słowa, aby skonstruować dodatkowe znaczenie etyki. Drugi wymiar definiuje pojęcia abstrakcyjne w kategoriach odniesienia, albo do siebie, albo do zewnętrznego źródła. Na przykład, duchowość odnosi się do siebie, podczas gdy przyczynowość jest zewnętrzna w stosunku do siebie. Ostatni wymiar jest zakorzeniony w konstruktach społecznych. Istnieje nieodłączny składnik społeczny do koncepcji dumy i plotek.
„Dla mnie, najbardziej ekscytującym wynikiem tego badania było to, że byliśmy w stanie przewidzieć wzorce aktywacji neuronalnej dla poszczególnych pojęć abstrakcyjnych wśród ludzi,” Vargas powiedział. „To dzikie myśleć, że moja koncepcja prawdopodobieństwa i duchowości jest neuronalnie podobna do koncepcji następnej osoby, nawet jeśli ich doświadczenie duchowości jest inne.”
Podczas skanowania, każda koncepcja była prezentowana wizualnie, a uczestnikowi pozwalano myśleć o tej idei przez trzy sekundy. Uczestnicy widzieli zestaw słów sześć razy.
28 koncepcji uwzględnionych w badaniu obejmuje siedem kategorii: matematyka (odejmowanie, równość, prawdopodobieństwo i mnożenie); naukowe (grawitacja, siła, ciepło i przyspieszenie); społeczne (plotka, zastraszanie, przebaczenie i komplement); emocje (szczęście, smutek, gniew i duma); prawo (umowa, etyka, przestępstwo i uniewinnienie); metafizyczne (przyczynowość, świadomość, prawda i konieczność) oraz religijność (bóstwo, duchowość, świętokradztwo i wiara).
Praca oparta jest na dziewięciu skanach mózgu osób dorosłych z jednorodnej kulturowo społeczności na kampusie CMU.
„To krzykliwe nazywać tę pracę czytaniem umysłu”, powiedział Just. „Dla mnie jest to dowód, że zidentyfikowaliśmy niektóre z elementów systemu indeksowania mózgu – reprezentację werbalną, zewnętrzność/niezewnętrzność i wymiar społeczny – których nasze mózgi używają do kodowania pojęć, które nie mają fizycznej manifestacji w świecie.”
.