Οι άνθρωποι μπορούν να θυμούνται διάφορους τύπους πληροφοριών, συμπεριλαμβανομένων γεγονότων, ημερομηνιών, γεγονότων, ακόμη και περίπλοκων αφηγήσεων. Η κατανόηση του τρόπου με τον οποίο αποθηκεύονται οι σημαντικές ιστορίες στη μνήμη των ανθρώπων αποτελεί βασικό στόχο πολλών μελετών γνωστικής ψυχολογίας.
Ερευνητές στο Ινστιτούτο Προηγμένων Μελετών του Πανεπιστημίου Emory και στο Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann ξεκίνησαν πρόσφατα να μοντελοποιούν τον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι αναπαριστούν σημαντικές αφηγήσεις και τις αποθηκεύουν στη μνήμη τους, χρησιμοποιώντας μαθηματικά αντικείμενα γνωστά ως «τυχαία δέντρα». Η εργασία τους, που δημοσιεύτηκε στο Physical Review Letters, εισάγει ένα νέο πλαίσιο για τη μελέτη των διαδικασιών της ανθρώπινης μνήμης, το οποίο έχει τις ρίζες του στα μαθηματικά, την επιστήμη των υπολογιστών και τη φυσική.
«Η μελέτη μας στόχευε στην επίλυση μιας βασικής πρόκλησης, δηλαδή στη δημιουργία μιας μαθηματικής θεωρίας της ανθρώπινης μνήμης για ουσιαστικό υλικό, όπως οι αφηγήσεις», δήλωσε ο Misha Tsodyks, κύριος συγγραφέας της εργασίας. «Το είδος της συναίνεσης στον τομέα είναι ότι οι αφηγήσεις είναι πολύ περίπλοκες για να είναι δυνατή μια τέτοια θεωρία, αλλά πιστεύω ότι αποδείξαμε ότι αυτό είναι λάθος – ότι παρά την πολυπλοκότητα, υπάρχουν στατιστικές τάσεις στον τρόπο με τον οποίο οι άνθρωποι ανακαλούν αφηγήσεις που μπορούν να προβλεφθούν από μερικές απλές βασικές αρχές».
Για να μοντελοποιήσουν αποτελεσματικά την αναπαράσταση σημαντικών αναμνήσεων χρησιμοποιώντας τυχαία δέντρα, ο Tsodyks και οι συνάδελφοί του χρησιμοποίησαν διαδικτυακές πλατφόρμες όπως το Amazon και το Prolific για να πραγματοποιήσουν πειράματα ανάκλησης σε μεγάλο αριθμό υποκειμένων, χρησιμοποιώντας αφηγήσεις δανεισμένες από μια εργασία του W. Labov. Ουσιαστικά, ζήτησαν από 100 άτομα να ανακαλέσουν 11 αφηγήσεις διαφόρων μηκών (που κυμαίνονταν από 20 έως 200 προτάσεις) και αργότερα ανέλυσαν ηχογραφημένες ανακλήσεις για να δοκιμάσουν τη θεωρία τους. «Επιλέξαμε μια συλλογή προφορικών αφηγήσεων που ηχογραφήθηκαν από έναν διάσημο γλωσσολόγο W. Labov τη δεκαετία του 1960», εξήγησε ο Tsodyks. «Γρήγορα συνειδητοποιήσαμε ότι η ανάλυση αυτού του όγκου δεδομένων απαιτεί σύγχρονα εργαλεία τεχνητής νοημοσύνης με τη μορφή πρόσφατα ανεπτυγμένων μεγάλων γλωσσικών μοντέλων (LLM).
«Στη συνέχεια, ανακαλύψαμε ότι οι άνθρωποι δεν θυμούνται απλώς διάφορα γεγονότα από τις αφηγήσεις, αλλά συχνά συνοψίζουν σχετικά μεγάλα μέρη μιας αφήγησης (όπως επεισόδια) σε μεμονωμένες προτάσεις. Αυτό οδήγησε στην ιδέα ότι μια αφήγηση αναπαρίσταται στη μνήμη ως ένα δέντρο όπου οι κόμβοι που βρίσκονται πιο κοντά στη ρίζα αναπαριστούν μια αφηρημένη σύνοψη μεγαλύτερων επεισοδίων. Ο Tsodyks και οι συνάδελφοί του υπέθεσαν ότι ένα δέντρο που αντιπροσωπεύει μια αφήγηση κατασκευάζεται για πρώτη φορά όταν ένα άτομο ακούει ή διαβάζει για πρώτη φορά μια ιστορία και την κατανοεί. Καθώς προηγούμενες μελέτες υποδηλώνουν ότι τα άτομα κατανοούν τις ίδιες αφηγήσεις διαφορετικά, τότε τα δέντρα που προκύπτουν θα έχουν μοναδικές δομές.
«Διατυπώσαμε ένα μοντέλο ως ένα σύνολο τυχαίων δέντρων μιας συγκεκριμένης δομής», δήλωσε ο Tsodyks. «Η ομορφιά αυτού του μοντέλου έγκειται στο ότι μπορεί να λυθεί μαθηματικά και οι προβλέψεις του μπορούν να ελεγχθούν άμεσα με τα δεδομένα, κάτι που κάναμε. Η κύρια καινοτομία του μοντέλου τυχαίου δέντρου μνήμης και ανάκλησης είναι η υπόθεση ότι οποιοδήποτε ουσιαστικό υλικό αναπαρίσταται γενικά με τον ίδιο τρόπο. «Η μελέτη μας θα μπορούσε να έχει ευρύτερες επιπτώσεις αυτού του γεγονότος για την ανθρώπινη νόηση, επειδή οι αφηγήσεις φαίνεται να είναι ένας γενικός τρόπος με τον οποίο συλλογιζόμαστε ένα ευρύ φάσμα φαινομένων στην ατομική μας ζωή και στις κοινωνικές και ιστορικές διαδικασίες.»
Η πρόσφατη εργασία αυτής της ομάδας ερευνητών υπογραμμίζει την υπόσχεση των μαθηματικών προσεγγίσεων και των τεχνικών που βασίζονται στην Τεχνητή Νοημοσύνη για τη μελέτη του τρόπου με τον οποίο οι άνθρωποι αποθηκεύουν και αναπαριστούν σημαντικές πληροφορίες στις αναμνήσεις τους. Στις επόμενες μελέτες τους, ο Tsodyks και οι συνάδελφοί του σχεδιάζουν να αξιολογήσουν τον βαθμό στον οποίο η θεωρία τους και η προσέγγιση μοντελοποίησης τυχαίων δέντρων θα μπορούσαν να εφαρμοστούν σε άλλους τύπους αφηγήσεων, όπως οι ιστορίες μυθοπλασίας.
«Μια πιο φιλόδοξη κατεύθυνση για μελλοντική έρευνα θα είναι η εύρεση πιο άμεσων αποδείξεων για το μοντέλο δέντρου», πρόσθεσε ο Tsodyks. «Αυτό θα απαιτούσε τον σχεδιασμό άλλων πειραματικών πρωτοκόλλων πέρα από την απλή ανάκληση. Η απεικόνιση του εγκεφάλου με άτομα που ασχολούνται με την κατανόηση και την ανάκληση αφήγησης θα μπορούσε να είναι μια άλλη ενδιαφέρουσα κατεύθυνση».