• Начало
  • Новини
  • За мозъка четенето на компютърен код не е същото като четенето на език

За мозъка четенето на компютърен код не е същото като четенето на език

За мозъка четенето на компютърен код не е същото като четенето на език
16 декември 2020

Невролози са установили, че четенето на компютърен код не разчита на регионите на мозъка, участващи в обработката на езика. Вместо това активира „мрежата от множество търсения“, която също се набира за сложни когнитивни задачи като решаване на математически задачи или кръстословици.

 

В някои отношения ученето за програмиране на компютър е подобно на изучаването на нов език. Изисква изучаване на нови символи и термини, които трябва да бъдат организирани правилно, за да инструктират компютъра какво да прави. Компютърният код също трябва да е достатъчно ясен, за да могат други програмисти да го четат и разбират.

 

Въпреки тези прилики, невролозите от Масачузетския технологичен институт са открили, че четенето на компютърен код не активира регионите на мозъка, които участват в обработката на езика. Вместо това активира разпределена мрежа, наречена мрежа с множество търсения, която също се набира за сложни когнитивни задачи като решаване на математически задачи или кръстословици.

 

Изненадващ брой от нас са започнали да работят от вкъщи голи

 

Въпреки това, въпреки че четенето на компютърен код активира мрежата от множество търсения, изглежда, че разчита повече на различни части от мрежата, отколкото математическите или логическите проблеми, което предполага, че кодирането не възпроизвежда точно когнитивните изисквания на математиката.

 

"Разбирането на компютърния код изглежда е негово нещо. Това не е същото като езика и не е същото като математиката и логиката", казва Анна Иванова, студентка в Масачузетския технологичен институт и водещ автор на изследването.

 

Евелина Федоренко, Фредерик А. и Карол Дж. Мидълтън, доцент по неврология и член на Института за изследване на мозъка Макговърн, е старши автор на статията, която се появи в eLife. Изследователи от Лабораторията за компютърни науки и изкуствен интелект на MIT и Университета Туфтс също бяха включени в изследването.

 

Език и познание

 

Основен фокус на изследванията на Федоренко е връзката между езика и другите когнитивни функции. По-специално, тя изучава въпроса дали други функции разчитат на езиковата мрежа на мозъка, която включва областта на Broca и други региони в лявото полукълбо на мозъка. В предишна работа нейната лаборатория показа, че музиката и математиката изглежда не активират тази езикова мрежа.

 

„Тук ни интересуваше да проучим връзката между езика и компютърното програмиране, отчасти защото компютърното програмиране е толкова ново изобретение, че знаем, че не може да има твърди механизми, които да ни правят добри програмисти“, казва Иванова.

 

Вашият шеф може да бъде най-голямата киберзаплаха в офиса

 

Има две школи на мислене относно това как мозъкът се научава да кодира, казва тя. Човек смята, че за да бъдете добър в програмирането, трябва да сте добър в математиката. Другият предполага, че поради паралелите между кодирането и езика, езиковите умения може да са по-подходящи. За да хвърлят светлина върху този проблем, изследователите се заели да проучат дали моделите на мозъчна активност по време на четене на компютърен код ще се припокриват със свързаната с езика мозъчна дейност.

 

Двата езика за програмиране, върху които се фокусираха изследователите в това проучване, са известни със своята четливост - Python и ScratchJr, визуален език за програмиране, предназначен за деца на 5 и повече години. Субектите в проучването са всички млади хора, владеещи езика, на който тестват. Докато програмистите лежаха в скенер за функционален магнитен резонанс (fMRI), изследователите им показаха фрагменти от код и ги помолиха да предскажат какво действие ще предизвика кода.

 

Изследователите не виждат почти никакъв отговор на кода в езиковите области на мозъка. Вместо това те откриха, че задачата за кодиране главно активира така наречената мрежа с множество търсения. Тази мрежа, чиято активност се разпространява в челните и теменните лобове на мозъка, обикновено се набира за задачи, които изискват да се има предвид много информация едновременно и е отговорна за способността ни да изпълняваме голямо разнообразие от умствени задачи.

 

„Прави почти всичко, което е когнитивно предизвикателно, което те кара да мислиш добре“, казва Иванова.

 

Предишни проучвания показват, че математическите и логическите проблеми изглежда разчитат главно на множеството региони на търсене в лявото полукълбо, докато задачите, които включват пространствена навигация, активират дясното полукълбо повече от лявото. Екипът на MIT установи, че четенето на компютърен код изглежда активира както лявата, така и дясната страна на множествената мрежа за търсене, а ScratchJr активира дясната страна малко повече от лявата. Това откритие противоречи на хипотезата, че математиката и кодирането разчитат на едни и същи мозъчни механизми.

 

Ефекти от опита

 

Изследователите казват, че макар да не са идентифицирали региони, които изглежда да са изключително посветени на програмирането, подобна специализирана мозъчна дейност може да се развие при хора, които имат много повече опит в кодирането.

 

„Възможно е, ако вземете хора, които са професионални програмисти, прекарали 30 или 40 години в кодиране на определен език, може да започнете да виждате някаква специализация или някаква кристализация на части от системата за множество търсения“, казва Федоренко. „При хора, които са запознати с кодирането и могат ефективно да изпълняват тези задачи, но имат относително ограничен опит, все още не изглежда да виждате някаква специализация.“

 

Индивидуални компютърни конфигурации

 

В придружаваща статия, публикувана в същия брой на eLife, екип от изследователи от университета Джон Хопкинс също съобщава, че решаването на проблеми с кода активира мрежата от множество търсения, а не езиковите региони.

 

Констатациите показват, че няма окончателен отговор дали кодирането трябва да се преподава като математическо или езиково. Това отчасти е така, защото ученето за програмиране може да се основава както на езикови, така и на множество системи за търсене, дори ако - след като се научи - програмирането не разчита на езиковите региони, казват изследователите.

 

"И от двата лагера имаше претенции - трябва да е заедно с математиката, трябва да бъде заедно с езика", казва Иванова. "Но изглежда, че преподавателите по компютърни науки ще трябва да разработят свои собствени подходи за преподаване на кода най-ефективно."

 

Изследването е финансирано от Националната научна фондация, Департамента по мозъчни и когнитивни науки в MIT и Института за изследване на мозъка McGovern.

 

Източник

 

Materials provided by Massachusetts Institute of Technology. Original written by Anne Trafton. Note: Content may be edited for style and length.