Дельфия... МоеСлово.ру: Портал

Существительные и глаголы обрабатываются в разных долях головного мозга

Два испанских психолога и один немецкий невролог недавно доказали, что при изучении новых существительных и глаголов активируются разные доли головного мозга. По данным статьи, опубликованной в последнем выпуске журнала NeuroImage, ученые выявили это, сканируя головной мозг методом функционального магнитного резонанса.

Антони-Родригез-Форнеллс, один из исследователей способности познания и гибкости головного мозга в Университете Барселоны, считает, что «при изучении существительных активируется левая веретенообразная извилина, а при изучении глаголов — другие доли, левая нижняя лобная извилина и часть левой средней височной извилины».

Каталонский исследователь, вместе с психологом Анной Местре-Миссе, которая сейчас работает в Институте естественных когнитивных и мыслительных процессов Макса Планка в Лейпциге, и невролог Томас Ф. Мюнте из Университета Отто фон Гюрике в немецком Магдебурге недавно опубликовали результаты своих исследований, подтверждающих различия в восприятии головным мозгом новых существительных и глаголов, в журнале NeuroImage. Исследовательская группа знала, что многие пациенты с повреждениями головного мозга по-разному воспринимают эти типы слов и что дети заучивают существительные раньше глаголов. Кроме того, и взрослые лучше и быстрее реагировали на существительные в ходе когнитивных тестов.

На основе этих идей ученые разработали эксперимент, чтобы удостовериться в том, можно ли увидеть подобные различия в головном мозге. Для этого они собрали группу из 21 человека для проверки их способности заучивать новые существительные и глаголы, и фиксировали реакцию их головного мозга, используя метод функционального магнитного резонанса. Эта техника позволила наблюдать за тем, как активируются разные доли головного мозга при выполнении человеком определенного задания.

Суть теста заключалась в следующем: нужно было определить значение нового слова из контекста двух предложений. Например, в фразе «The girl got a jat for Christmas» и «The best man was so nervous he forgot the jat» слово jat означает «кольцо». Другой пример: «The student is nising noodles for breakfast» и «The man nised a delicious meal for her» скрытый глагол — «приготовить».

«Подобное задание на экспериментальном уровне воспроизводит то, как мы обретаем часть нашего словарного запаса в течение жизни, узнавая новые слова в письменном контексте», объясняет Родригез-Форнеллс. «Такой способ пополнения словарного запаса на основе письменного контекста — один из важнейших механизмов изучения новых слов для детей и взрослых, потому как мы постоянно сталкиваемся с новыми понятиями».

Участники эксперимента должны были выучить 80 новых существительных и 80 новых глаголов. При этом изображение, полученное методом магнитного резонанса, показало, что при изучении новых существительных активируется левая веретенообразная извилина (нижняя часть височной доли, связанная с обработкой объектов и изображений), в то время как при изучении новых глаголов активируется часть левой задней средней височной извилины (связанной с семантическими и концептуальными аспектами), и левая нижняя лобная извилина (связанная с обработкой грамматики).

Кроме того, была выявлена положительная связь между активацией определенных долей мозга (билатеральный гиппокамп и путамен) и эффективностью изучения новых существительных, а не новых глаголов.

«Исходя из полученных результатов, одни и те же доли, ранее связываемые с определением значения существительных и глаголов, также связаны с установлением соответствий между этими значениями и новыми словами, что необходимо для изучения второго языка», — говорит Родригез-Форнеллс.

Ученый объясняет, что результаты данного исследования не могут использоваться на практике для изучения языков, но «затрагивают одни из наиболее важных аспектов, таких как степень использования нами различной информации в контексте устной речи, и возможные различные связи в головном мозге, которые возникают при изучении разных слов с разными грамматическими функциями».

Источник: i-version.ru

Каждая женщина наносит косметику своим, неповторимым способом. Именно этим можно воспользоваться, чтобы разгадать ее тайну. Присмотритесь: макияж очень многое может рассказать о привычках, склонностях и характере женщины. А помогут нам в этом психолог и визажист.

Естественный мейк-ап

На самом деле это искусство - краситься так, чтобы косметика не бросалась в глаза и выглядеть при этом хорошо. Если дама, нанося макияж, обходится только тушью и блеском для губ, то, скорее всего, она...

• принимает себя такой, какая она есть;
• на редкость самодостаточна;
• уверена в себе;
• расположения мужчин добивается с помощью личных качеств, а не только внешностью;
• склонна к компромиссам;
• умеет анализировать и «зрит в корень».

Если женщина с легкого макияжа внезапно переходит к тяжелой артиллерии, насторожитесь: это может быть вызвано желанием скрыть от окружающих внутреннюю тревогу, а также частые перепады настроения.

Макияж с акцентом на глаза

Перед вами роковая женщина. Глаза ее с поволокой, взгляд несколько отсутствующий и томный. Черная подводка на бледном лице или серая растушевка на смуглой коже - не важно. Определяющим в этой манере краситься является именно выразительный взгляд из-под густых ресниц и угольных стрелок. Такая женщина:

• способна составить конкуренцию Шерлоку Холмсу в наблюдательности;
• предпочитает молча переживать свои взлеты и падения;
• достаточно замкнута;
• предпочитает слушать, а не говорить;
• порой готова отдать полцарства за то, чтобы побыть одной;
• способна изменить вашу судьбу.

Акцент на губы

Чувственная женственность этой особы недвусмысленно подчеркнута яркой помадой. Рот четко очерчен, его обладательница кокетливо прикусывает губу. При этом, что удивительно, губная помада не стирается и мейк-ап безупречен в любое время суток. Эта девушка:

• постоянно в курсе всех новостей;
• на редкость сентиментальна;
• всегда готова к флирту с симпатичным мужчиной;
• с трудом переносит одиночество;
• обожает быть в центре внимания;
• окружена толпой поклонников.

Экстравагантный макияж

Перед вами яркая, экстравагантная особа. Черный и серый - ах, какая скука! Это не ее цвета в одежде и теней для глаз. Желтый, зеленый, сиреневый - вот ее выбор! При этом она умудряется не выглядеть попугаем, все краски образа крайне уместны и в тему.

Если дама, нанося макияж, за один раз использует такое количество косметики, которого обычной девушке хватило бы на неделю, то, скорее всего, она...

• прячет ранимую душу за боевой раскраской;
• творческая, ищущая натура;
• слишком часто беспокоится из-за всего на свете;
• не совсем уверена в себе;
• порой считает, что ее никто не любит и не полюбит уже никогда;
• с ней весело и легко.

Психолог-консультант Оксана Исаева:

- Откровенно говоря, женщины никогда не выбирают свой стиль раз и навсегда. Меняются времена, меняемся и мы. В преддверии праздника, советую дамам присмотреться к себе внимательнее. Все ли устраивает вас? Если нет - измените в себе самую толику и сами удивитесь, как незаметно поменялись в лучшую сторону характер и настроение. А вместе с ними и жизнь.

взято с lady.mail.ru

Человек от природы уделяет больше внимания плохим новостям, доказали учёные

Американские эксперты считают, что плохие новости несут положительный эффект. Такое парадоксальное заключение они сделали по результатам исследования, в котором выяснили, что люди уделяют больше внимания той информации, которая содержит негатив и угрозу для их личного благополучия.

Эксперты Университета Миссури изучили физиологические эффекты чтения онлайн-новостей и обнаружили, что материалы, в которых содержится угроза личному здоровью, быстрее привлекают человеческое внимание и дольше хранятся в памяти. Выводы социологов поддерживают теорию, что местные новости с негативной окраской являются приоритетными для читателей. В проведенном исследовании акцентировалось внимание на физиологическом ответе людей, чтобы рассмотреть реакцию при чтении того или иного текста. По полученным результатам стало ясно, что мы обладаем врождённым механизмом, позволяющим уделять больше внимания информации, которая может отрицательно затронуть наше личное благосостояние.

При проведении эксперимента учёные измеряли частоту сердечных сокращений при просмотре участниками новостных сайтов. В результате наибольшее учащение сердцебиение было зафиксировано при чтении плохих новостей местного характера. Кроме того, люди точно помнили больше деталей из плохих местных новостей, потенциально влияющих на их жизнь, а значит мозг выделял на эту работу больше когнитивных ресурсов.

Большую часть времени, которое люди проводят в интернете, тратится на чтение текста, говорит один из авторов исследования доктор Кевин Вайз. Таким образом для понимания познавательной и эмоциональной обработки всех интерактивных СМИ важно знать, как люди реагируют на текстовое содержание. По словам доктора Вайза, логично предположить, что все мы склонны принимать защитные меры после прочтения новостей, касающихся нашего здоровья. Если журналисты могут способствовать осведомлённости населения о местных угрозах, плохие новости будут нести только положительный эффект, поскольку благодаря своевременному предупреждению у людей появится возможность действовать в соответствии с полученной информацией, заключают американские исследователи.

ami-tass.ru

Ученые показали, что интеллектуальный уровень человека определяется развитием фронтальных и теменных отделов головного мозга, отвечающих за интеграцию данных различных органов чувств и выполнение действий, а также развитием нервных каналов, соединяющих эти отделы, сообщается в статье исследователей, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Общий уровень интеллектуальности человека - довольно спорное понятие, однако его базовое значение всем ясно: в среднем, показатели людей по разным типам тестов коррелируют между собой. Некоторые люди все время набирают много баллов, другие - мало. Нам показалось очевидным задаться вопросом: существует ли связь между таким обобщенным уровнем интеллекта и какими-либо отделами головного мозга", - сказал руководитель научной группы профессор Ральф Адольфс (Ralph Adolphs), слова которого приводит пресс-служба Калифорнийского технологического института в Пасадене.

До последнего времени ученые не знали наверняка, определяется ли уровень интеллектуального развития человека активностью каких либо отдельных областей мозга, или такой обобщенный параметр отражает способность самых разных отделов мозга работать как единое целое. Различные группы исследователей уже предпринимали попытки прояснить этот вопрос и прежде, однако работы со здоровыми людьми не позволили наверняка установить связи между какими-либо отделами мозга и интеллектом.

Для того, чтобы выяснить это, группа Ральфса прибегла к помощи 241 добровольца, обладающего локальными повреждениями головного мозга в различных его областях.

Группа ученых провела тестирование участников эксперимента по нескольким различным методикам определения так называемого "коэффициента IQ", с помощью которых сумела оценить средний уровень интеллектуальности каждого из них. После этого авторы публикации провели объемное каптирование повреждений головного мозга пациентов и сопоставили два массива данных между собой.

В результате такого анализа выяснилось, что наибольший вклад в уровень интеллектуальности человека вносят левая фронтальная и правая теменная области коры головного мозга.

Эти распределенные и, в то же время, вполне ограниченные области головного мозга, отвечают за работу кратковременной, так называемой "оперативной" памяти головного мозга, обработку визуальной, пространственной и звуковой информации, а также за выполнение каких-либо действий. Вклад в интеллектуальность областей мозга, находящихся в разных полушариях означает, что важное значение играет и связь между ними, которая обеспечивается белым веществом.

"В ходе нашей работы могло выясниться, что общий уровень интеллектуальности человека вовсе не зависит от каких-либо отделов головного мозга и определяется только тем, как мозг функционирует как единое целое. На самом же деле, нам удалось установить соответствие между определенными отделами головного мозга и соединяющими их тканями и существующей теорией интеллектуальности, так называемой "теменно-фронтальной теорией интеграции". Согласно этой теории, интеллект зависит от способности мозга интегрировать - собирать воедино - несколько разных типов потоков данных", - подытожил Адольфс.

]]>http://rian.ru]]>

Японские ученые создали специальную компьютерную программу, которая способна расшифровывать плач новорожденного.

Стоит сказать, что детские слезы — это целая проблема для родителей, поскольку невозможно угадать, чем именно ребенок выражает недовольство. Теперь причину всхлипываний малыша мама и папа будут знать наверняка, сообщает MedStream.

Наверное, каждый родитель знает, что ребенок выражает свои эмоции только с помощью слез. К сожалению, ни одно руководство по воспитанию не может дать подсказку по толкованию детского плача. Только с опытом родители начинают различать значение этих «сигналов», связанных с голодом, неудобством, болью и так далее.

Японские ученые начали разработку измерителя чувств и эмоций на основе изобретения, сделанного еще в 1970 годах профессором Мицуо Нагамаши, деканом Международного Университета Хиросимы.

Томомаса Нагашима из Отделения информатики и системного проектирования Технологического института Муроран в Хоккайдо поясняет, что фундаментальная проблема разработки датчика эмоции для детей состоит в том, что ребенок не может подтвердить то, что хочет выразить. Разные ученые пытались классифицировать младенческие эмоции, анализируя образцы плача, но без успеха.

Эксперты использовали звуковой подход распознавания образов, применяя статистический анализ частоты криков и функции силы звукового спектра, чтобы классифицировать различные типы плача. Затем они связали различные зарегистрированные звуковые спектры с эмоциональным состоянием ребенка, подтвержденным родителями. Регистрация младенцев с генетическими расстройствами позволила отделить крики боли от других видов. Они достигли стопроцентного успеха в классификации радостного или печального плача.

Таким образом, на сегодняшний день развит только теоретический метод для классификации детских эмоций. Однажды система может быть внедрена в портативное электронное устройство, помогающее родителям и няням определить причину крика.



Подробнее: ]]>]]>http://news.mail.ru/society/3434809/ ]]>]]>
взято: news.mail.ru

Начиная примерно с 1997 года, в научной печати появляется все больше статей, посвященных этому странному вопросу.

Первым, кто заинтересовался «бездействующим мозгом», был американский исследователь Соколов, который в 1950-е годы измерял количество кислорода, потребляемого мозгом человека при решении определенных задач (в его опыте это были арифметические действия), а также в состоянии расслабленности, с закрытыми глазами. Несмотря на грубость методики, Соколову удалось выявить некий парадокс: оказалось, что «бездействующий» мозг потреблял больше энергии, чем мозг, «работающий» над определенной задачей.

Эта непонятная активность бездействующего мозга долгое время оставалась загадкой, пока в 2001 году ею не занялись два нейролога из Медицинской школы Вашингтонского университета (США), Райхле и Шульман, которые применили для исследования новый метод сканирования функционирующего мозга, так называемый ПЭТ, или позитронно-эмиссионную томографию. В этом методе активные участки мозга выявляются с помощью введения в кровь биологических молекул, например глюкозы, помеченных короткоживущими радиоактивными атомами. При распаде атомы испускают позитроны, улавливаемые специальными приборами; места скопления этих частиц соответствуют наибольшему потреблению глюкозы, то есть наибольшей активности.

Исследования Райхле и Шульмана были вызваны желанием разобраться в давнем споре нейрологов — что является главным в работе нашего мозга. По мнению одних, мозг в основном отвечает на сиюминутные импульсы окружающей среды, то есть его основная деятельность рефлекторна; по мнению других, она рефлексивна, то есть мозг занят главным образом собственной внутренней жизнью, обрабатывая имеющуюся у него информацию с целью интерпретировать импульсы среды, ответить на них и по возможности даже предсказать. Располагая возможностью «увидеть», где и как потребляется в мозгу энергия (поступающая в виде глюкозы), Райхле и Шульман задумали решить этот вопрос «энергетически».

Результаты оказались неожиданными. Вообще, как известно, мозг, составляя всего 2% от веса нашего тела, потребляет 20% энергии, поступающей в организм, что поразительно много. На какую же работу идет эта огромная (в масштабах тела) энергия? Данные томографии показали, что от 60 до 80% идет на «разговоры» нейронов друг с другом или с поддерживающими клетками, то есть на ту самую «внутреннюю» работу мозга, тогда как на сиюминутные требования внешней среды (решение конкретных задач, в том числе и то, что мы называем «размышлением», например, при выполнении каких-нибудь логических, арифметических и т.п. операций) уходит от 0,5 до 1,0%!

На что же расходуется эта «темная энергия мозга», как назвал ее Райхле? Что представляет собой та «внутренняя» работа мозга, которая нуждается в такой большой энергии? Судя по этим энергетическим затратам, она явно не сводится к хаотическому циркулированию каких-то отрывочных и малосодержательных сигналов по нервным сетям, так сказать, к «потоку сознания», «грезам наяву». Чтобы расшифровать эти загадочные мозговые процессы, Райхле и Шульман решили сравнить результаты сканирования мозга при решении им конкретных задач и в состоянии предельного отсутствия внешних импульсов и задач, при полной расслабленности и к тому же с закрытыми глазами. Оказалось, что во втором случае — в состоянии, так сказать, «полного безделья» — в мозгу на самом деле активизированы определенные участки, причем всегда одни и те же, образующие связную полосу, идущую через кору левого полушария спереди назад. Эти участки «вспыхивали активностью», как только мозг отключался от решения каких-либо конкретных задач или даже просто «глазения», и гасли, когда он возвращался к этой «сознательной» деятельности. Иными словами, как только мозг переставали «отвлекать» внешними импульсами или задачами, он тотчас возвращался к своему основному, так сказать, «базисному» состоянию работы над чем-то «своим».

По аналогии с базисным состоянием компьютера и других сложных систем, Райхле и Шульман назвали это состояние мозга «дефолтным» (default mode), а самую активную в этом состоянии полосу коры — дефолтной нервной сетью (default network). Как показали измерения, эта сеть в момент своей активности потребляла (на каждый грамм своего веса) на 30% больше кислорода, чем другие участки мозга в то же время. Оказалось, далее, что дефолтная сеть включает как раз те участки мозга, которые, судя по прежним данным, связаны со всем тем, что задевает нас лично, относится к нашему «я», вызывает те или иные персональные эмоции.

С другой стороны, выяснилось, что в состоянии дефолта эта сеть непрерывно «общается» (то есть обменивается нервными сигналами) с гиппокампом — тем мозговым ядром, которое, как давно уже установлено, отвечает за оперативное (временное) хранение воспоминаний о недавно пережитых нами эпизодах и событиях (эти воспоминания называются эпизодической или еще автобиографической памятью, чтобы отличить их от воспоминаний об абстрактных фактах или понятиях).

Сопоставляя все эти результаты,исследователи «дефолта» заключили, что в то время, когда мозг, по видимости, не занят ничем, он в действительности весьма занят и не просто беспорядочным и лениво текущим «потоком сознания», а высоко организованной (не случайно на это требуется повышенная энергия) деятельностью по обработке недавно полученного опыта. И это не формально логическая его организация, а глубоко субъективная обработка применительно к нашему «я», процеженная через наше персональное восприятие, то есть что-то вроде сортировки и эмоциональной оценки того, что каждое из этих воспоминаний означает для нашего «я» — хорошо это, плохо и так далее и непрестанное комбинирование всех этих уже «эмоционально помеченных» воспоминаний друг с другом во все новых и новых возможных сочетаниях.

Такая обработка любой приходящей извне информации, несомненно, должна помогать мозгу находить решения различных задач, включая реакции на различные возможные ситуации в будущем. Иными словами, работа дефолтной нервной сети наверняка должна содержать также нечто вроде репетиций возможного будущего. Комбинируя и примеряя на наше «я» различную информацию, получаемую из оперативной памяти гиппокампа, дефолтная нервная система создает — и оценивает — различные возможные сценарии будущего и тем самым приготовляет нас к нему. По словам Райхле, дефолтная нервная сеть выполняет функции «бодрствующего часового», постоянно озирающего как горизонт внешнего мира, так и мир нашего «я», чтобы приготовить нас к возможному будущему на основании нашего прежнего опыта. «Мозг, — говорит Райхле, — занят в основном предсказанием, и на это уходит главная часть его энергии».

Не стоит и говорить, насколько эта работа важна для выживания, и, возможно, именно потому мозг занимается ею все свое «свободное» время, как только сознание освобождает его от решения конкретных задач и своего прямого надзора. Впрочем, по мнению исследователей, «между состоянием «дефолта» и сознанием наверняка существует непрерывная и двухсторонняя связь». Сознание каким-то образом получает доступ к результатам обработки личного опыта, проделанной дефолтной нервной сетью помимо его, сознания, участия, и использует эти результаты в своих целях. Наверно, именно о таком внезапном появлении в нашем сознании результатов деятельности «дефолтного» («бессознательного») мозга мы и говорим, что «ответ (на какой-нибудь мучивший нас вопрос) как будто выскочил из головы». В этой связи вспоминается замечательное предвидение великого американского психолога Уильяма Джеймса, который еще в 1890 году писал, как об «основном законе восприятия», что «в то время как одна часть наших восприятий приходит к нам от органов чувств, другая (и, может быть, главная часть) приходит, фигурально выражаясь, «из нашей головы».

Последующие исследования расширили представления науки об этом замечательном феномене «деятельности бездеятельного мозга». В 2003 году было обнаружено, что состояние дефолта сопровождается необычными ритмичными флуктуациями нервной активности — своего рода медленными (с периодом 10 — 20 секунд) волнами, которые затрагивают в основном только дефолтную нервную сеть, как бы «сшивая» ее воедино. Эти медленные волны дефолта весьма напоминали те волны, которые прокатываются в мозгу во время первой стадии сна. Еще больше это сходство дефолта и раннего сна выявилось в новых работах, в которых выявилось, что эти волны имеют место в мозгу анестезированных обезьян и у усыпленных людей.

Все это может означать, что сон на его ранней стадии — это разновидность дефолтного состояния, когда дефолтная нервная сеть совершает обычную для нее работу по перебору и «сортировке» полученной за день информации в соответствии с ее субъективной важностью. В случае подтверждения такая гипотеза может усилить позиции тех исследователей сна, которые давно подозревали, что его главной (и жизненно важной) функцией является обработка и закрепление дневной информации, а также «репетиции» возможного будущего.

Источник: "Знание - Сила"
inauka.ru
Леонид КРАЙНОВ

Язык маленьких детей лучше описывают лексико-специфичные грамматики, а не абстрактные

Как ребенок усваивает родной язык, никто до сих пор толком не знает. Теории, описывающие этот процесс, различаются тем, сколько абстрактных знаний они приписывают ребенку. Американо-германская группа когнитивистов показала, что грамматики, построенные на использовании конкретного лексического материала, лучше моделируют детскую речь, чем полностью абстрактные грамматики. Попутно они продемонстрировали, что с возрастом грамматика, существующая «в голове» у ребенка, становится менее индивидуальной; что в три года она устроена значительно сложнее, чем в два; и что в два года у детей уже есть некоторые представления о категории существительного, а в три года — о категории глагола.
Универсальная грамматика

Как ребенку удается овладеть языком — один из самых сложных вопросов когнитивной науки. Удивительно, во-первых, как быстро это происходит, во-вторых, как мало нужно ребенку внешней информации, чтобы практически полностью освоить всю систему языка.

Одна из гипотез, объясняющих наличие таких способностей, — это существование некой универсальной грамматики (УГ). УГ — это общий для всех языков набор правил, который человеку выучивать не нужно: владение им — врожденная способность.

Расцвет теорий, пытавшихся описать УГ, начался в 50-е годы XX века благодаря американскому лингвисту Ноаму Хомскому (Noam Chomsky). Хомский четко сформулировал гипотезу об УГ и предложил лингвистическую теорию, в рамках которой ее можно было бы описать. Эта теория — генеративная грамматика — оказала огромное влияние на всю современную лингвистику и надолго стала в ней доминирующей парадигмой.

Никому, однако, так и не удалось создать ни хорошее описание УГ, ни теорию, которая описывала бы, как ребенок на ее основании овладевает конкретным языком. Со временем популярность гипотезы об УГ снизилась, и даже сам Хомский от нее частично отказался.

Тем не менее влияние ранних идей Хомского было столь велико, что до сих пор немалая часть лингвистических работ посвящена полемике с этими идеями и их наследием.
Абстрактные категории

Пример такого наследия — представление, что языковая компетенция ребенка включает в себя много абстрактных правил и категорий. Языковая компетенция — это система правил, которая существует «в голове» у человека и позволяет ему говорить на данном языке.

В недавнем номере журнала PNAS Колин Баннард из Техасского университета в Остине совместно с Еленой Ливен и Майклом Томазелло (Michael Tomasello) из Института эволюционной антропологии Макса Планка в Лейпциге подвергают такое представление сомнению.

Опираясь на более ранние исследования Томазелло и Ливен, а также работы других авторов, исследователи выдвигают гипотезу, что владение языком у маленьких детей устроено совсем не так, как у взрослых. В частности, как раз абстрактные категории к нему плохо применимы.

Пример абстрактной категории — это части речи. Даже если взрослый носитель языка не знает терминов — скажем, глагол или существительное — он всё равно осознает, что слова ходить, делать, изучать ведут себя одним образом, а стол, стул, статья — другим. У слов из первого класса, бывают, например, разные времена, а у слов из второго — разные падежи.

Согласно гипотезе исследователей, у детей нет знания об этих двух классах, а есть лишь знания о поведении отдельных слов. На основании этих конкретных знаний они постепенно начинают делать обобщения, сначала частные, потом всё более и более широкие. Соответственно, и описывать их языковую компетенцию нужно с учетом этой особенности. Нельзя, например, вводить правило: «глагол всегда согласуется с существительным в лице и числе», так как некорректно оперировать категориями «глагол» и «существительное».

Баннард, Ливен и Томазелло придумали метод, позволяющий проверить эту гипотезу. Баннард осуществил проверку на большом корпусе детской речи.
Корпус данных и метод проверки

Корпус данных состоял из речи двух детей: Анни и Брайана. Исследователи записали на видео и транскрибировали по 30 часов речи каждого ребенка в возрасте двух лет и в возрасте трех лет (записи проводились в течение шести недель после соответствующего дня рождения).Транскрипции записей разделили на две части: тестовую (по два часа в два года и по часу в три года) и главную (всё остальное).

С примерами записи детской речи в формате CHAT, который она использовала, можно познакомиться на сайте Системы обмена данными детской речи (Child Language Data Exchange System, CHILDES). Ср. пример диалога с матерью девочки в возрасте 2 года 4 месяца.

Главная использовалась для того, чтобы автоматически построить формальную грамматику (о формальных грамматиках см. ниже), которая моделировала бы языковую компетенцию ребенка. С помощью специальных статистических методов компьютер выводил грамматику, порождающую все высказывания, содержащиеся в этом корпусе. Точнее, даже не одну грамматику, а целых две.

Одна — полностью абстрактная — была устроена согласно традиционным представлениям о языковой компетенции ребенка. В ней сначала порождается абстрактная синтаксическая структура предложения (ср. ниже описание КСГ-1), а затем в нее подставляются слова.

Вторая — лексико-специфичная — соответствовала представлениям исследователей. В ней порождаются не полностью абстрактные синтаксические структуры, а схемы, частично состоящие из конкретных слов, частично — из слотов (ячеек), которые заполняются другими словами или схемами.

Затем обе грамматики проверялись на тестовом корпусе. Оказалось, что лексико-специфичная грамматика описывает его более адекватно, чем полностью абстрактная.

Ниже приводится общее описание порождающих грамматик — формализма, на который опирались исследователи, затем — описание собственно грамматики Баннарда, а затем — подробное описание проведенных экспериментов и полученных результатов.
Порождающие грамматики
Контекстно-свободные грамматики

В общем случае грамматика языка X — это система правил, которая для любого предложения может определить, является ли данное предложение грамматически корректным в языке X или нет, и если да, то как оно устроено. Если эту систему можно формализовать и, например, научить ей компьютер, то говорят о формальной грамматике.

Самый известный класс формальных грамматик — это порождающие, или генеративные, грамматики, ведущие свое начало опять же от работ Хомского. (В принципе, «порождающая грамматика» и «генеративная грамматика» — это одно и тоже. Однако лингвистическую теорию Хомского по-русски обычно называют «генеративной грамматикой», а разновидность формальной грамматики вообще — «порождающей грамматикой».) Порождающая грамматика (ПГ) позволяет вывести все правильные предложения данного языка и только их. ПГ представляет собой набор правил порождения (продукций) вида X → Y (X переходит в Y). То, что стоит слева от стрелки, называется левой частью правила, то, что справа, соответственно, правой частью. Сверхзадачей Хомского, напомним, было объяснить, как ребенок умудряется хорошо говорить на языке (и понимать его), практически ему не обучаясь. ПГ как раз описывают, как носитель языка порождает предложения. Сторонники ПГ предполагают, что это адекватная модель настоящих когнитивных механизмов.

ПГ годятся не только для порождения, но и для анализа: как правило, используя специальные алгоритмы (см. CYK algorithm), можно быстро установить, порождается ли данное предложение в данной ПГ (то есть является оно грамматически корректным или нет).

Самый важный класс ПГ — контекстно-свободные грамматики (КСГ). В КСГ на левую часть правила никогда не влияет контекст, в котором она находится (строго говоря, в КСГ слева всегда стоит ровно один нетерминальный символ).

Рассмотрим простенькую грамматику КСГ-1, которая порождает синтаксические структуры некоторых предложений английского языка (слева от каждого формального правила приводится его лингвистический «смысл»):
№ Правило Лингвистическая интерпретация
1 S → NP VP Предложение состоит из именной группы и глагольной группы
2 NP → ART N Именная группа может состоять из артикля и существительного...
3 NP → N ...или только существительного...
4 NP → ADJ N ...или прилагательного и существительного...
5 NP → NP S* ...или из именной группы и предложения...
6 NP → PRO ...или из местоимения.
7 VP → V NP Глагольная группа может состоять из глагола и именной группы...
8 VP → V VP ...или глагола и глагольной группы.


*Обратите внимание на правила 5 и 8: в них в явном виде выражено важное свойство ПГ — способность моделировать рекурсивные структуры языка.

Таблица 1. Пример контекстно-свободной грамматики. Правила из лекции (PDF, 175 Кб) Джеймса Аллена

На вход всегда подается символ S. Рассмотрим, что с ним дальше может произойти. Например:

S → NP VP (по правилу 1),

NP VP → PRO VP (по правилу 6),

PRO VP → PRO V NP (по правилу 7),

PRO V NP → PRO V ART N (по правилу 2).

Итого, мы породили цепочку PRO V ART N. Спрашивается, где же обещанное предложение английского языка? Представим, что наша КСГ дополнена словарем английского языка, и введем дополнительные правила типа: N можно заменить на любое существительное, V — на любой глагол и т. д. Тогда мы можем получить предложения типа I took an apple, He saw a table и т. п. Более того, если мы запомним, как именно мы породили это предложение, мы получим его синтаксическую структуру. Изобразим для наглядности порождение графически:
 bannard_fig1_600.gif (3,39К)
Количество загрузок:: 0

Рис. 1. Разбор предложения в КСГ-1



Мы нарисовали структуру, которая называется деревом непосредственных составляющих. Дерево состоит из узлов. Опыт показывает, что это неплохая модель синтаксической структуры предложения, по крайней мере с точки зрения лингвиста, который занят только описанием языка. Насколько хорошо она отражает то, что происходит в мозгу, вопрос значительно более сложный.

Очевидно, что в КСГ-1 символы ART, ADJ, N, PRO и V являются терминальными: они не могут стоять в левой части правил. Любой конечный продукт КСГ-1 будет последовательностью этих символов. S, NP и VP являются нетерминальными символами: ни в какой итоговой порожденной последовательности их не будет. Это логично: терминальные символы — это обозначения частей речи, которые будут заменены конкретными словами, а нетерминальные — это более крупные синтаксические группы, которые потом обязательно распадутся на неделимые единицы.
Вероятностные контекстно-свободные грамматики

Рассмотрим, может ли КСГ-1 породить предложение I hate annoying neighbors. Может, и даже двумя способами. Этому предложению могут быть приписаны две разные синтаксические структуры: «Я ненавижу мешать соседям» и «Я ненавижу соседей, которые мешают (мне)».
 bannard_fig2_600.gif (11,98К)
Количество загрузок:: 0
Рис. 2. Два возможных разбора одного предложения в КСГ. Рисунок из лекции (PDF, 175 Кб) Джеймса Аллена



Возникает вопрос: нельзя ли определить, какая из этих структур более вероятна? В рамках обычной КСГ — нельзя. Для этого были созданы вероятностные (стохастические, пробабилистические) контекстно-свободные грамматики (ВКСГ).

В простейшей ВКСГ каждому правилу соответствует вероятность, с которой оно может быть реализовано (реализации всех правил считаются независимыми событиями).

Очевидно, например, что в КСГ-1 правило 1 реализуется с вероятностью 1 (S всегда переходит в NP VP). А вот чтобы приписать вероятность правилам 7 и 8, нужно знать, во что чаще переходит глагольная группа — в глагол и глагольную группу или глагол и именную группу. Самый надежный способ выяснить это — взять большой корпус предложений, которые могут быть порождены в этой грамматике, построить для каждого предложения синтаксическую структуру вручную, рассчитать частоту каждого перехода и принять ее за вероятность. Проведем подобный расчет на мини-корпусе из наших трех предложений (будем считать второе предложение за два омонимичных). Переход VP → V NP встречается три раза, а переход VP → V VP — один раз. Итого вероятность реализации правила 7 — 0,75, а правила 8 — 0,25.

Читатель может сам рассчитать вероятности для остальных правил и определить, какая структура второго предложения вероятней (поскольку мы считаем реализации правил независимыми событиями, найти вероятность порождения структуры можно простым перемножением вероятностей правил). Можно не ограничиваться вероятностями абстрактных правил, а принять во внимание и вероятности правил лексического заполнения, например: V → hate, V → annoying, ADJ → annoying и т. п.

Для настоящего анализа языков применяются значительно более изощренные КСГ и ВКСГ. В КСГ-1, например, никак не отражена необходимость согласовывать подлежащее и сказуемое, так что предложение типа I takes an apple она тоже признает правильным.

Именно ВКСГ легли в основу формализма, который использовал в своей работе Баннард.
Модель Баннарда

Исследователи придерживаются гипотезы, что дети сначала выучивают очень конкретные конструкции, привязанные к конкретным словам. Постепенно (после двух лет) эти конструкции становятся более абстрактными. Такой подход называется usage-based, что можно перевести как ориентированный на употребление, а в данном случае как лексико-ориентированный. В рамках этого подхода конкретные слова, устойчивые выражения, а также более абстрактные конструкции рассматриваются как знаки.

В своей модели Баннард различает два типа знаков. Первый — конкретные знаки: слова (drink), высказывания (I want a drink) или части высказываний (want a drink). Второй — схемы — состоит из конкретных знаков и слотов — пустых мест, куда можно вставлять другие знаки (обоих типов). В схеме всегда содержатся конкретные слова.

Похожие знаки можно объединять в группы, примерно соответствующие базовым семантическим категориям. При порождении каждому узлу приписывается какая-то категория, и заполнять его могут знаки только этой категории.

На рис. 3 показано, как, выделив две категории, можно породить и проанализировать фразу The man wants a chocolate biscuit с использованием схем (справа) и без него (слева).
 bannard_fig3_600.gif (9,8К)
Количество загрузок:: 1

Рис. 3. Возможные анализы фразы the man wants a chocolate biscuit. A — с использование только конкретных знаков, B — с использованием схем. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS



В категорию REF (от слова «референт») могут попадать только знаки, называющие объект (именные группы, существительные, местоимения и пр.), в категорию PROCESS — знаки, называющие процесс или действие (глаголы, глагольные группы). Категория UTTERANCE («высказывание») вводится для технических целей и является начальным символом для любого порождения.

Можно провести следующие приблизительные аналогии между грамматикой Баннарда и КСГ-1. Схемы подобны нетерминальным символам: они обязательно будут дополняться чем-то еще. Понятие категорий в КСГ-1 в явном виде не представлено, но очевидно, что в категорию REF попали бы знаки NP, N и PRO, а в категорию PROCESS — V и VP. Конкретные знаки подобны терминальным символам, но существенная разница в том, что у Баннарда конкретные знаки — это конкретный лексический материал, а в КСГ-1 это опять же абстрактные символы. На конкретные слова они будут заменяться лишь на конечном этапе, уже после порождения синтаксической структуры.

В этом и заключается главное отличие такого формализма от обычной КСГ: у Баннарда в правой части правил всегда имеются конкретные слова (впрочем, судя по рисунку, к порождению первого узла из служебной категории UTTERANCE это утверждение авторов не относится). Это дает авторам возможность называть свои правила лексико-специфичными, противопоставлять их абстрактным правилам и в конце концов приходить к своим главным выводам.
Работа модели

Грамматика Баннарда создается следующим образом. Для каждого высказывания в главной части корпуса ищутся все прочие высказывания, которые имеют хотя бы одно общее слово с данным. Все найденные высказывания выравниваются (см. рисунок 4.), после чего извлекаются все возможные схемы и конкретные знаки. В данном случае будут извлечены схема X have X one и конкретные знаки Mummy и this. Процесс выравнивая и извлечения повторяется для всех подстрок данного высказывания, которые состоят более чем из одного слова (в данном случае Mummy have, Mummy have this, have this, have this one и this one) — и так далее.
 bannard_fig4_600.gif (27,52К)
Количество загрузок:: 1

Рис. 4. После выравнивания всех высказываний, имеющих общие слова, извлекаются знаки. В данном случае — схема X have X one и конкретные слова Mummy и this. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS



Получив все возможные знаки, необходимо найти лексико-специфичные ВКСГ, которые, опираясь на эти знаки, порождали бы все имеющиеся в корпусе высказывания. Это делается автоматически, методом байесовского неконтролируемого вывода грамматики (см. статьи: M. Johnson et al., 2007. Bayesian inference for PCFGs via Markov Chain Monte Carlo, PDF, 106 Кб; J. Finkel et al., 2007. The Infinite Tree, PDF, 280 Кб; P. Liang et al., 2007. The Infinite PCFG using Hierarchical Dirichlet Processes, PDF, 262 Кб).

Ни категории, ни правила порождения заранее не задаются, всё это программа выводит сама, подбирая оптимальную грамматику (точнее, не одну правильную, а диапазон наиболее подходящих грамматик). Единственное, что задается, — это предпочтение экономным грамматикам: таким, в которых меньше категорий и знаков. В итоге полученная грамматика полностью моделирует порождение всех высказываний в корпусе.

Абстрактная грамматика строится аналогичным образом: программа автоматически делит слова на категории и выводит правила порождения (X → Y). Количество категорий и правил при этом также заранее не задается.

Таким образом, исследователи в итоге получили по четыре абстрактных и по четыре лексико-специфичных грамматики (Брайан-2, Анни-2, Брайан-3, Анни-3), а также четыре корпуса, на которых их можно было протестировать.
Эксперимент 1: полнота анализа и мера удивления
Полнота

Лексико-специфичная грамматика Брайан-2 (полученная для корпуса высказываний Брайана в возрасте двух лет) состояла из 802 знаков и трех категорий, Анни-2 — из 1898 знаков и четырех категорий, Брайан-3 — из 5343 знаков и шести категорий, Анни-3 — из 5385 знаков и шести категорий. Разница неудивительна: в два года Анни говорила значительно лучше, чем Брайан. Согласно опроснику МакАртура (MacArthur-Bates Communicative Development Inventories), она опережала в языковом развитии 75% своих сверстников, тогда как Брайан — лишь 25%.

Видимо, с возрастом грамматики становятся менее индивидуальными, и различия сглаживаются.

Исследователи проверили, насколько хорошо эти грамматики позволяют проанализировать соответствующие тестовые корпуса. Основным показателем служила полнота, то есть доля успешно проанализированных высказываний.

Рассмотрим, что такое полнота, на примере КСГ-1. Некоторые предложения она породить может (например, I took an apple), некоторые — нет (например, I am reading between the lines). Таким образом, корпус из двух предложений I took an apple и I hate annoying neighbors КСГ-1 сможет проанализировать с полнотой 100%, а корпус из двух предложений I took an apple и I am reading between the lines — с полнотой 50%.

Результаты приведены на рис. 5.
 bannard_fig5_600.jpg (33,9К)
Количество загрузок:: 1
Рис. 5. Полнота анализа тестовых корпусов. По оси ординат отложена полнота (доля успешно проанализированных высказываний). Штриховка показывает необходимое количество операций вставки (снизу вверх, от нуля до восьми). Черным показана доля высказываний, с которыми грамматика не справилась. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS



По оси ординат отложена полнота. Она достаточно высока во всех четырех случаях: 84%, 75%, 70% и 81% соответственно.

На диаграмме указан еще один интересный параметр — количество операций вставки, необходимое для правильного анализа высказывания. Вставка — это подстановка знака (конкретного или схемы) в слот какой-либо схемы (см. выше описание модели Баннарда), то есть просто заполнение слота в схеме. В самом низу каждого столбика указана доля высказываний, для анализа которых не нужно производить ни одной вставки (то есть все эти высказывания хранятся в грамматике в виде конкретного знака). Выше — доля тех, для анализа которых нужна одна вставка. Видно, что 58% высказываний Брайана в возрасте двух лет могут быть проанализированы с помощью не более чем одной вставки (иначе говоря, устроены с точки зрения грамматики очень примитивно). Двух вставок хватает для 80% высказываний, и лишь одно высказывание требует четырех вставок. У Анни в два года грамматика менее примитивна: с помощью не более чем одной вставки можно проанализировать лишь 32%, но двух вставок хватает уже для 61%.

В три года грамматики становятся гораздо сложнее. У Брайана не более чем одной вставки хватает для 26% высказываний, а 10% требуют не менее четырех вставок. У Анни соответствующие доли равны 13% и 36% (то есть она по-прежнему опережает Брайана во владении речью). Авторы называют характеристику языковой деятельности детей, которую можно оценить таким образом, продуктивностью и заключают, что к трем годам она существенно возрастает.
Мера удивления

Исследователи также проверили, насколько хорошо полученные модели предсказывают тестовые данные. В качестве показателя они выбрали перплексивность (perplexity) — меру того, насколько хорошо распределение вероятностей событий (слов и высказываний) совпадает с распределением событий в реальных данных, иными словами — меру того, насколько модель «удивлена» реальными данными. Чем ниже перплексивность, тем выше вероятность порождения данного корпуса текстов в данной грамматике и, соответственно, тем адекватнее модель.

Перплексивность вычислить можно, но как оценить полученные значения? Для сравнения исследователи используют полностью абстрактные ВКСГ, выведенные на тех же данных. Эти грамматики похожи на нашу КСГ-1: слова в них содержатся только в словаре, и в правилах порождения не фигурируют. На рис. 6 видно, что у лексико-специфичных ВКСГ перплексивность ниже.
 bannard_fig6_600.jpg (24,55К)
Количество загрузок:: 0
Рис. 6. Перплексивность лексико-специфичных вероятностных контекстно-свободных грамматик (UB-PCFG, usage-based probabilistic context-free grammar), автоматически полученных для четырех корпусов детской речи, показана белым цветом. Перплексивность полностью абстрактных вероятностных контекстно-свободных грамматик (ВКСГ), также автоматически выведенных для этих корпусов, — штриховкой. Черным показана перплексивность для абстрактных ВКСГ с поправкой на то, что множества фраз, с которыми справляются они и с которыми справляются лексико-специфичные грамматики, различны (поэтому прямое сравнение не вполне показательно). Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS


Эксперимент 2: кросс-предсказуемость

Насколько полученные грамматики привязаны к особенностям данного ребенка или данного возраста? Чтобы найти ответ на этот вопрос, исследователи применили каждую из четырех грамматик к каждому из четырех тестовых корпусов. Результаты (полнота и перплексивность) приведены в таблице 2:
Грамматика Брайан-2 Грамматика Анни-2 Грамматика Брайан-3 Грамматика Анни-3
Корпус Брайан-2 84% (105,4) 36% (636,3) 46% (1076) 34% (1486,2)
Корпус Анни-2 15% (381,9) 75% (184,1) 71% (317,6) 81% (425,9)
Корпус Брайан-3 8% (455,7) 42% (361,5) 70% (364,6) 63% (363,7)
Корпус Анни-3 3% (489,5) 29% (526,4) 59% (575,8) 81% (276,5)


Таблица 2. Полнота и перплексивность при применении разных грамматик к разным тестовым корпусам (из обсуждаемой статьи в PNAS)

Видно, что грамматики, полученные в возрасте двух лет, плохо справляются с корпусами, собранными в возрасте трех лет. В случае Брайана это особенно сильно (видимо, относительное развитие за третий год жизни у него было больше, чем у Анни). Но гораздо интереснее, что и грамматики, полученные в три года, плохо справляются с корпусами, собранными в два года. Правда, полнота при применении грамматики Анни-3 к корпусу Анни-2 выше, чем у грамматики Анни-2, но зато гораздо выше и перплексивность. Грамматика же Брайан-3 справляется с корпусом Брайан-2 гораздо хуже, чем грамматика Брайан-2, по обоим параметрам. Это позволяет исключить опасение, что грамматики чрезмерно «мягкие», то есть разрешают слишком много высказываний.

Что касается различий между детьми, то видно, что грамматики Брайана хуже справляются с данными Анни, чем грамматики Анни, а грамматики Анни хуже справляются с данными Брайана, чем грамматики Брайана. Существенно, однако, что в три года разница меньше, чем в два. Это подтверждает тезис лексико-ориентированного подхода: вначале грамматики очень индивидуальны, постепенно они становятся всё более и более похожими на общепринятые.
Эксперимент 3: добавление категорий

Лексико-ориентированный подход предполагает, что дети овладевают абстрактными категориями постепенно. В более ранних работах Томазелло доказывал, что в 23 месяца дети уже владеют категорией существительного, а в 25 еще не владеют категорией глагола.

Исследователи рассмотрели, что происходит, если автоматический вывод грамматики немного «подтолкнуть», заранее приписав словам некоторые грамматические категории. Сначала они добавляли категории имени нарицательного (N) и имени собственного (PropN), то есть «помечали» имена существительные; затем добавили и категорию глагола (V). Для этого использовалась ручная разметка корпусов, где каждому слову была приписана его часть речи.

Результаты представлены на рис. 7.
 bannard_fig7_600.jpg (37,2К)
Количество загрузок:: 0
Рис. 7. Полнота анализа (recall) в зависимости от заданных категорий (сверху для Брайана, снизу для Анни; светлые столбцы — в два года, темные — в три). Левая пара столбцов: не задано никаких категорий, средняя пара: заданы категории имени нарицательного и имени собственного, правая пара: заданы категории имени нарицательного, имени собственного и глагола. Рисунок из обсуждаемой статьи в PNAS



В два года у обоих детей добавление категорий имен существенно увеличивает полноту: 6% для Брайана, 13% для Анни. Добавление категории глагола увеличивает полноту лишь немного: еще 2% для Брайана (причем полнота лежит в пределах возможной ошибки для предыдущего результата, когда заданы только категории имен); еще 3% для Анни (здесь полнота выходит за пределы возможной ошибки).

В три года у Брайана добавление категорий имен улучшает полноту на 14%, а глагола — еще на 7%. Для Анни результаты не меняются: снова 13% и еще 3%.

Эти результаты в целом соответствуют предположениям авторов: в два года у детей уже есть какое-то общее представление о категориях имен, а в три — о категории глагола. Не очень хорошо вписывается лишь тот факт, что у Анни в три года добавление категории глагола не произвело почти никакого эффекта. Авторы предполагают, что она овладела всеми тремя категориями уже в два года, и к трем существенных изменений не произошло.

В любом случае исследователи отмечают, что освоение категорий происходит очень постепенно, поэтому брать и вводить сразу полностью категории имен и категорию глагола — достаточно грубый метод. Он позволяет с уверенностью утверждать лишь одно: в два года категории имен у детей уже не полностью привязаны к конкретным словам. В три года то же самое можно сказать и про категорию глагола.
Заключение

Авторам удалось подтвердить свою гипотезу: лексико-специфичные грамматики работают лучше абстрактных. Причем они, возможно, не просто лучше работают, а лучше отражают когнитивную реальность. Кроме того, эти грамматики позволяют описать, как развивается и усложняется языковая компетенция ребенка (за третий год жизни — очень сильно).

Исследование подтвердило другие тезисы лексико-ориентированного подхода. Во-первых, с возрастом грамматики становятся всё менее индивидуальными и более взаимозаменяемыми. Во-вторых, освоение грамматических категорий происходит постепенно (существительного — раньше, глагола — позже).

Интуитивно все эти выводы кажутся вполне правдоподобными. Отказ от чрезмерно абстрактных моделей действительно позволяет лучше описать речь детей.

Жаль, однако, что лексико-специфичные грамматики сравниваются с абстрактными только по перплексивности, но не по полноте, а с грамматиками, включающими категории имени и глагола, — только по полноте, но не по перплексивности. Кроме того, возникает стандартный для подобных исследований вопрос: можно ли делать глобальный вывод на основании данных, полученные только для одного языка (английского) и для одного типа грамматик (ВКСГ)?

Авторы перечисляют и другие возможные ограничения на свои выводы. Во-первых, они рассматривали лишь маленькую выборку (около 5%) из всех тех высказываний, которые дети породили за год. Во-вторых, они изучали только порождение высказываний — существует мнение, что дети на самом деле знают грамматику лучше, чем показывает их продуктивность, просто часть высказываний не могут породить.

Поэтому свой окончательный вывод Баннард, Ливен и Томазелло формулируют так: им удалось продемонстрировать, что лексико-специфичный подход к описанию речи детей, начинающих осваивать язык, хорошо выдерживает стандартные критерии оценки.

Источник: Colin Bannard, Elena Lieven, Michael Tomasello. Modeling children's early grammatical knowledge // Proceedings of the National Academy of Sciences. 13 October 2009. V. 106. No. 41. P. 17284–17289.

Александр Бердичевский
Взято с elementy.ru

Пространство и время воспринимаются одинаково

Люди обычно представляют себе последовательности чисел в виде горизонтальных рядов, причем маленькие числа располагают слева, а большие — справа. При помощи остроумных экспериментов с очками, смещающими изображение влево или вправо, итальянские психологи показали, что мысленные представления о длительности временных интервалов подчиняются той же закономерности: короткие интервалы кажутся нам «левыми», длинные — «правыми».

Данные экспериментальной психологии свидетельствуют о том, что между мысленными представлениями о количестве и положении в пространстве существует тесная связь. Люди мысленно представляют себе возрастающие последовательности чисел в виде горизонтальных «числовых осей», ориентированных слева направо: маленькие числа кажутся расположенными левее, большие — правее (см.: Umiltа et al., 2008. The spatial representation of numbers: evidence from neglect and pseudoneglect).

Итальянские психологи опубликовали на сайте журнала Psychological Science результаты нового исследования, показывающего, что представления о времени тоже неразрывно связаны в нашем сознании с представлениями о пространстве.

В первом эксперименте приняли участие 6 мужчин и 6 женщин от 19 до 34 лет, все праворукие. О цели эксперимента участники ничего не знали. Им показывали на экране компьютера синий квадрат в течение 1,6, 1,8, 2,0, 2,2 или 2,4 секунды. После этого они должны были нажать на пробел (что приводило к появлению на экране красного квадрата) и удерживать его нажатым ровно столько же времени, сколько демонстрировался синий квадрат («тест на полное время»). В другом варианте нужно было воспроизвести половину этого временного интервала («тест на половину времени»). Перед началом тестирования испытуемые тренировались в выполнении обоих заданий (по 50 попыток на каждое задание). Затем начиналось собственно тестирование, в ходе которого каждый испытуемый сначала 50 раз пытался воспроизвести полное время демонстрации синего квадрата (в случайном порядке предлагалось по 10 тестов для каждого из пяти временных интервалов), а потом 50 раз нужно было воспроизвести половину времени. Испытуемым ничего не сообщали о том, насколько удачно они справились с заданием.

После этого проводилась процедура «призматической адаптации» (ПА). Сидя перед столом, испытуемый надевал очки с призматическими линзами, смещающими изображение на 10° влево или вправо. Затем его просили указывать пальцем на предметы, расположенные в разных углах стола. В ходе этой тренировки испытуемый привыкал к тому, что предметы находятся не там, где он их видит, и мозг начинал соответствующим образом корректировать зрительную информацию. У «призматической адаптации» имеется последействие, что было подтверждено в ходе эксперимента. Например, сняв очки, смещающие изображение вправо, испытуемые при попытке указать на какой-нибудь предмет указывали левее, чем нужно (особенно если при этом они не могли видеть свою руку). Если у «правых» очков — левое последействие, то у «левых» очков — соответственно, правое.

Сразу после ПА, пока не закончилось последействие, снова проводились тесты на воспроизведение длительности временных интервалов.

Исследователи сравнивали результаты тестов до и после ПА. Было выявлено статистически достоверное влияние ПА на результаты обоих тестов. В «тестах на половину времени» левое последействие приводит к тому, что испытуемые жмут на пробел в среднем на 79 мс дольше, чем в таком же тесте до ПА. Правое последействие имеет обратный эффект: в этом случае испытуемые удерживали клавишу нажатой на 59 мс меньше, чем в аналогичном тесте до ПА. В «тестах на полное время» левое последействие увеличивало время удержания клавиши на 113 мс, правое — сокращало его на 131 мс.

Иными словами, левое последействие ведет к недооценке длительности нажатия на клавишу, и поэтому испытуемый нажимает на нее дольше, чем нужно. Правое последействие ведет к переоценке длительности, и поэтому человек отпускает клавишу раньше срока.

Результаты «тестов на полное время». По горизонтальной оси отложено время, в течение которого на экране демонстрировался синий квадрат. Столбики показывают среднюю разность между длительностью удержания пробела испытуемыми после и до ПА. Черные столбики соответствуют людям, которым надевали «правые» очки (дающие «левое последействие»), белые столбики соответствуют тем, кому надевали «левые» очки. Положительные значения соответствуют недооценке времени нажатия на клавишу (после ПА человек жмет на клавишу дольше, чем нужно), отрицательные значения соответствуют переоценке этого времени. Рис. из обсуждаемой статьи в Psychological Science
[attachment=546:time_reproduction_task_600.gif]


Более тонкий статистический анализ результатов показал, что между силой последействия ПА (которая оценивалась по тому, насколько сильно ошибались люди, указывая пальцем на предметы после ПА) и величиной недо- или переоценки длительности временных интервалов существует положительная корреляция. Иными словами, те люди, которые сильно промахивались мимо предметов после ПА, сильнее ошибались и в оценке длительности временных интервалов, и наоборот. Была выявлена также отрицательная корреляция между тем, насколько успешно человек научился «корректировать» положение предметов в ходе ПА, и тем, насколько он ошибался потом при оценке длительностей. Чем точнее была пространственная корректировка во время упражнений с надетыми очками, тем сильнее люди потом недо- или переоценивали временные интервалы.

Во втором эксперименте приняли участие другие шесть испытуемых. Последовательность тестов была такая же, как и в первом эксперименте, однако с каждым испытуемым проводили не одну, а две сессии, с интервалом в одну неделю. Если во время первой сессии испытуемому надевали «правые» очки, то во второй раз использовались «левые», и наоборот. Результаты получились точно такие же, как и в первом эксперименте.

Таким образом, эксперименты продемонстрировали тесную связь между восприятием пространства и времени. Общая направленность полученных результатов совпадает с тем, что было ранее установлено относительно связи между представлениями о числах и направлением в пространстве. Левая сторона ассоциируется с меньшими числами, правая — с большими. По-видимому, это справедливо и для интервалов разной длительности: короткие интервалы кажутся нам «расположенными левее», чем более длительные.

Когда человеку надевают очки, смещающие изображение вправо, человек начинает корректировать зрительную информацию, основываясь на принципе «всё на самом деле левее, чем кажется». Привыкнув производить такую корректировку, человек продолжает осуществлять ее и некоторое время после снятия очков («левое последействие»). Поскольку представление о количествах тесно связано с представлением о положении в пространстве (малые числа воспринимаются как «левые», большие — как «правые»), человек начинает корректировать не только пространственную, но и количественную информацию. При этом алгоритм пространственной корректировки автоматически преобразуется в алгоритм корректировки математической.

В результате числовая информация начинает «исправляться» на основе принципа «числа (или количества) на самом деле меньше, чем кажутся». Это было установлено ранее. Новые эксперименты показали, что данный эффект распространяется также и на восприятие времени. Информация о длительностях начинает корректироваться по принципу «времени прошло меньше, чем кажется» (и человек в результате жмет на кнопку дольше, чем нужно). Надевание «левых» очков приводит к обратному эффекту: человек начинает корректировать пространственное положение предметов, числа и длительности на основе принципа «всё на самом деле правее и больше, чем кажется».

Полученные результаты свидетельствуют о тесной связи психологических механизмов ориентации в пространстве и оценки количеств и длительностей. Авторы надеются, что дальнейшие исследования позволят выяснить нейрофизиологические основы этой связи. К сожалению, в статье ничего не говорится о том, как реагируют на «призматическую адаптацию»: 1) левши, 2) люди, привыкшие читать и писать справа налево. Вероятно, этот вопрос еще не изучен.

Источник: Francesca Frassinetti, Barbara Magnani, Massimiliano Oliveri. Prismatic Lenses Shift Time Perception // Psychological Science. 2009. Advance online publication.

Александр Марков
Взято с elementy.ru

 Бег трусцой благотворно влияет не только на физическую форму, но и на память, — уверены ученые из Кембриджа. Согласно с результатами их исследований, пробежки способствуют образованию новых клеток серого вещества в соответствующей зоне мозга.


К таким выводам эксперты пришли после изучения лабораторных мышей, разделенных на две группы. Одним особям была предоставлена возможность бегать в колесике, когда им только заблагорассудиться. Другим приходилось вести менее подвижный образ жизни. Впоследствии специалисты с помощью несложного трюка проверили, на каком уровне находилась память грызунов, которым предлагалось выбрать один из двух квадратов. 
За левым скрывался сахар, за правым – ничего. Как оказалось, «спортивные» мышки делали правильный выбор куда чаще,
чем их вынужденно обленившиеся коллеги. Потом лакомство перепрятали, но результаты остались такими же, как и прежде.
Как показало исследование головного мозга, у мышей, которые ежедневно преодолевали немалое расстояние, образовалось около 6 тысяч новых клеток.

Зависимость между регулярными побежками и улучшением памяти специалисты пока объяснить не берутся. 
Возможно, все дело в увеличении уровня гормонов или усилении кровотока, — рассуждают они.






Взято с ]]>http://scienceblog.r...hayut-pamyat/  ]]>