Doktor Jakub Szewczyk z Zakładu Psychologii Eksperymentalnej IP UJ został laureatem stypendium indywidualnego Marii Skłodowskiej-Curie (Maria Skłodowska-Curie Individual Fellowships) finansowanego przez Unię Europejską.
Psycholog w ramach 3-letniego stypendium będzie prowadził badania nad rozumieniem języka u boku dwóch ekspertów: prof. Kary’ego Federmeiera na Uniwersytecie Illinois w Urbana-Champaign oraz prof. Petera Hagoorta w Instytucie Dondersa w Holandii. Dr Jakub Szewczyk w swoich eksperymentach zajmuje się procesami, które umożliwiają rozumienie słyszanych lub czytanych słów. Większość z nich zachodzi w mózgu bez naszej świadomości i z ogromną szybkością - i tak, gdy czytamy jakieś słowo, mózg aktywuje jego znaczenie w czasie krótszym niż pół sekundy. Dlatego, aby badać te procesy, dr Szewczyk używa metody EEG pozwalającej na podglądanie pracy mózgu milisekunda po milisekundzie.
– W szczególności interesuję się predykcjami, czyli przewidywaniami tworzonymi na bieżąco przez mózg. Okazuje się, że kiedy z kimś rozmawiamy lub gdy czytamy tekst, nasz umysł nieustannie wybiega naprzód i stara się przewidzieć, co za chwilę może zostać powiedziane. Zazwyczaj nie zdajemy sobie sprawy z tych procesów, ale możemy ich doświadczyć, na przykład, gdy nasz rozmówca na chwilę się zawaha lub zająknie, a my bez trudu potrafimy dokończyć za niego zdanie. Do tworzenia takich przewidywań mózg wykorzystuje rozmaite informacje - wszystko to, co zostało powiedziane do tej pory, naszą wiedzę o świecie i o rozmówcy, ale także subtelne wskazówki gramatyczne – mówi dr Jakub Szewczyk. – Na przykład, jeśli właśnie usłyszeliśmy przymiotnik w rodzaju męskożywotnym („piękni”), to przewidujemy, że pojawią się po nim rzeczowniki w tym właśnie rodzaju gramatycznym („piękni chłopcy”, a nie „piękni dziewczęta”). Ogromnym atutem języka polskiego jest to, że dzięki bogatemu systemowi odmiany czasowników, rzeczowników i przymiotników, pozwala on na badanie zjawisk, które są trudne do uchwycenia w eksperymentach wykorzystujących inne języki np. język angielski – dodaje.
W pierwszej fazie projektu naukowcy zamierzają stworzyć komputerowy model języka, oparty o rekurencyjne sieci neuronowe wyuczone na próbkach tekstu zawierających miliony słów (rodzaj sztucznej inteligencji oparty o podobne algorytmy do tych, które są wykorzystywane np. w Tłumaczu Google’a). Tak wyuczony model będzie doskonale znał właściwości języka i będzie w stanie obliczyć, że np. jako kolejne słowo w zdaniu „Wybiegł w pośpiechu z domu i zapomniał zabrać ...”, bardziej prawdopodobne są słowa związane z drobnymi przedmiotami osobistymi („kluczy”, „portfela”, „okularów”, „telefonu”), niż wyrazy nie związane z kontekstem (takie jak „słonia” lub „karuzeli”). Pozwoli im to w łatwy i automatyczny sposób obliczyć jak się zmienia przewidywalność poszczególnych słów, ich kategorii (rzeczowniki, czasowniki, itp.) lub ich cech gramatycznych, w każdym miejscu tekstu.
W szczególności interesuję się predykcjami, czyli przewidywaniami tworzonymi na bieżąco przez mózg. Okazuje się, że kiedy z kimś rozmawiamy lub gdy czytamy tekst, nasz umysł nieustannie wybiega naprzód i stara się przewidzieć, co za chwilę może zostać powiedziane.
W drugiej fazie projektu badacze wybiorą kilka opowiadań i wykorzystają ten model by je scharakteryzował. Model odpowie im na pytanie, jakie słowa i ich cechy są przewidywalne w każdym punkcie wybranych przez nich opowiadań. – Następnie poprosimy osoby badane o czytanie tych opowiadań. W tym samym czasie będziemy podglądać pracę ich mózgu za pomocą zaawansowanych technologii neuroobrazowania takich jak EEG, MEG oraz aparatury śledzącej na którym słowie badani aktualnie skupiają wzrok – opowiada doktor Szewczyk.
I dodaje: – Komputerowe modele języka powiedzą nam jakie informacje są możliwe do przewidzenia na podstawie kolejnych słów tekstu. Natomiast dane uzyskane w trakcie neuobrazowania odpowiedzą na pytanie, które informacje badani faktycznie przewidywali w danym miejscu opowiadania i jakie miało to skutki dla ich dalszego rozumienia tekstu oraz które części mózgu biorą udział w tworzeniu przewidywań. Mam nadzieję, że te badania przybliżą nas do zrozumienia tego jak ludzki umysł jest w stanie z pozorną łatwością zamieniać słowa w myśli.
