Как мозг понимает грамматику

22.12.2015

Выдающийся современный лингвист Ноам Хомский в конце 50-х годов прошлого века предположил, что способность говорить на каком-либо языке является у нас врожденной. Согласно этой гипотезе, последовательности слов в грамматически верных фразах соответствуют неким абстрактным структурам, существующим в нашем сознании, так что мы можем распознать языковое выражение, даже если оно будет совершенно бессмысленным по содержанию, например: "Бесцветные зеленые мысли яростно спят". Но есть и противоположное объяснение, состоящее в том, что язык формируется из постоянного сравнения звучащих слов с их местом во фразе - так осознаются грамматические структуры. Предполагается, что в таком случае наши представления о том, как строить фразу, берутся из опыта.

Нейробиологи из Нью-Йоркского университета, Пекинского университета и Общества Макса Планка решили опытным путем выяснить, что происходит в мозге при усвоении лингвистических единиц. Участники эксперимента слушали предложения на английском и севернокитайском языках (то есть знающие английский слушали английский, а знающие китайский - китайский), причем слова, словосочетания и предложения им произносили без интонационных подсказок (без повышения и понижения тона и т. д.) и в произвольном порядке. То есть, например, человек вразброс слушал обычные фразы, вроде "Кофе прогоняет сон", какие-нибудь странные высказывания, вроде "Розовая кукла обижает девочку", и просто набор слов, как бы организованный в предложение, например "яйца желе розовый будить". Кроме того, в каждом случае слова произносил через равные промежутки времени.

Целью исследователей было увидеть, как мозг различает разные уровни организации языка (то есть как он отличает последовательности слов от словосочетаний, а то и другое - от предложения) без интонационных и прочих подсказок. За активностью мозга наблюдали с помощью магнитной энцефалографии, когда регистрируются изменения в магнитных полях, генерируемых нейронными структурами, и электрокортикографии, когда электрическая активность фиксируется прямо на коре полушарий (такая процедура, разумеется, возможна только с пациентами, которым и так предстоит операция на мозге). В статье в Nature Neuroscience авторы пишут, что им удалось выделить активности, связанные со словами, их сочетаниями и предложениями, причем все три уровня языковой организации нервная система анализировала одновременно. И все это происходило, подчеркнем еще раз, без подсказок в виде интонации или неравномерного произнесения слов во времени, что могло бы выдать между ними некую связь.

Полученные результаты подтверждают гипотезу Хомского - язык, который мы слышим, укладывается в предуготовленные для него грамматические ячейки, что в равной степени верно для таких далеких друг от друга языков, как китайский и английский. (Заметим, что речь идет не о смысле слов, не о том, что какое-то конкретное сочетание звуков соответствует какому-то предмету или явлению, а о грамматической составляющей языка.) Хотя, скорее всего, новые данные будут еще не раз проверять и перепроверять - гипотеза "врожденной грамматики", несмотря на свою известность, до сих пор многими считается "слишком оригинальной".

<< Назад: Легкое железо флеш-бейнит 23.12.2015

>> Вперед: Изолированные DC-DC модули P6CU с защитой от КЗ 22.12.2015

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Гибкий алмаз вырабатывает электричество 15.09.2026

Алмаз традиционно воспринимается как исключительно твердый и практически неподвижный материал, поэтому возможность получать из него электричество при механической деформации долгое время казалась невероятной. В начале XX века алмаз относили к непьезоэлектрическим материалам, то есть считалось, что при сжатии или изгибе он, в отличие от кварца, не способен создавать электрический заряд. Однако исследователи из Университета Гонконга обнаружили, что при определенных условиях это представление требует пересмотра. Проблема заключалась прежде всего в физической природе самого минерала. Обычный алмаз настолько тверд, что заметно согнуть его практически невозможно. Поэтому специалисты использовали другой подход и изготовили из алмаза чрезвычайно тонкую гибкую мембрану. После механического воздействия на такую конструкцию измерительные приборы зарегистрировали устойчивые электрические сигналы. Эксперименты неоднократно повторяли и проводили в различных условиях, чтобы исключить случайное про ...>>

Найдена химическая причина возрастных изменений запаха кожи 14.09.2026

Запах человеческого тела меняется на протяжении всей жизни, и особенно заметные изменения могут происходить в пожилом возрасте. Речь идет не только о привычном запахе пота или особенностях гигиены: старение сопровождается целым комплексом биохимических процессов в коже, способных влиять на ее естественный запах. Ученые обнаружили одно из веществ, которое связывают с характерным ароматом, часто называемым "запахом старости". Исследователи установили, что важную роль в этом процессе играет 2-ноненаль - органическое соединение из группы ненасыщенных жирных альдегидов. Это вещество обладает характерным запахом, который нередко описывают как сочетание прогорклого масла и затхлого картона. Его количество в коже увеличивается по мере старения организма, поэтому концентрация 2-ноненаля рассматривается специалистами как одна из биохимических причин возрастного изменения запаха. По словам дерматологов, заметные изменения начинают становиться более вероятными после 40 лет. Доктор Сонал Чоуд ...>>

Случайная новость из Архива Квантовый процессор IBM Nighthawk R2 09.09.2026 Квантовые компьютеры пока существенно уступают классическим системам в универсальности, однако в специализированных задачах они уже демонстрируют впечатляющие возможности. При этом важна не только вычислительная мощность отдельных кубитов, но и скорость, с которой процессор способен выполнять последовательность квантовых операций. Именно на сокращение таких задержек специалисты IBM сделали ставку при создании нового процессора Nighthawk R2, оснащенного 120 программируемыми кубитами. Главным достижением Nighthawk R2 стала значительно более высокая скорость выполнения квантовых схем. Новый процессор способен обрабатывать более 100 тысяч схем в секунду, тогда как предшествующий Heron выполнял около 4 тысяч. Такой разрыв связан не столько с увеличением количества кубитов, сколько с устранением одного из узких мест квантовых вычислений - длительного промежутка между последовательными запусками программ. В предыдущей архитектуре Heron после завершения вычисления кубит необходимо было измерить и, если требовалось, изменить его состояние с помощью импульса. Точность измерения при этом ограничивала скорость всей процедуры, поэтому процессор мог простаивать сотни микросекунд. Разработчики Nighthawk R2 использовали другой подход: каждый кубит соединили с холодной средой посредством перестраиваемого соединителя. При его активации кубит практически мгновенно отдает накопленную энергию, благодаря чему время ее удержания сокращается с 200 микросекунд до всего 25 наносекунд. Такая система охлаждения позволила уменьшить паузу между отдельными запусками примерно до одной микросекунды. При этом сброс состояния одного кубита не приводит к существенному нарушению работы соседних элементов. Исследователи отмечают и другое преимущество новой архитектуры: ошибка на старте вычислений снизилась примерно в 25 раз, тогда как точность выполнения операций сохранилась на уровне Heron. Увеличение эффективности потребовало заметно усложнить саму конструкцию процессора. Его 120 кубитов окружены 218 соединителями и 120 модулями сброса, а общее количество физических элементов достигло 458. По оценке IBM, это самая сложная конструкция, созданная компанией за всю историю ее работ над квантовыми процессорами. При этом дополнительная аппаратная инфраструктура используется не только для ускорения запуска новых схем, но и непосредственно во время вычислений. Nighthawk R2 способен сбрасывать состояние кубитов не только между отдельными квантовыми схемами, но и в процессе выполнения одной схемы. Эта возможность особенно важна для динамических вычислений и квантовой коррекции ошибок. В подобных алгоритмах вспомогательные кубиты после выполнения одной операции необходимо быстро освобождать, чтобы затем использовать их повторно. Чем меньше времени занимает такая процедура, тем больше полезных операций можно выполнить за один цикл работы процессора. Новый процессор также достиг показателя, который IBM ранее ставила в качестве цели на 2026 год: Nighthawk R2 способен корректно выполнять вычисления в схемах, содержащих более 7500 квантовых вентилей. В отдельном моделировании рассеяния нейтронов система продемонстрировала еще один существенный результат - она оказалась в 12 раз быстрее и смогла получать спектры, пригодные для сопоставления с лабораторными экспериментами, всего за одну минуту.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026