Neurobilimciler, mantıksal akıl yürütmenin dil gerektirmediğini gösterdi
Son bir araştırma, insan yeteneğinin mantıksal olarak nasıl çalıştığına dair kanıtlar sunuyor ve bu süreç beyindeki dil işleme sistemlerinden bağımsız olarak gerçekleşiyor. Sağlıklı yetişkinlerin beyin aktivitesini inceleyen ve ciddi dil bozuklukları olan kişileri test eden bilim insanları, soyut mantıksal düşünmenin dil için sorumlu olan sinir ağlarına bağlı olmadığını buldular. Bu bulgular, önde gelen bir bilimsel dergi olan
Proceedings of the National Academy of Sciences
‘da yayınlandı.
Filozoflar ve bilişsel bilim insanları uzun zamandır, doğal dilin karmaşık düşüncenin aracı olup olmadığı konusunda tartışıyorlar. İnsanların iki tür mantıksal düşünme yeteneği vardır: birkaç örneğe dayanarak genellemeler oluşturmayı içeren tümdengelimli akıl yürütme ve bilinen öncüllerden belirli sonuçlar çıkarmayı içeren tümdürülü akıl yürütme. Doğal dilin, karmaşık ve yapılandırılmış anlamları ifade etmeyi sağladığı için, bazı teoriler mantıksal akıl yürütmenin doğrudan dilsel temsillere dayandığını savunuyor.
MIT’deki beyin ve bilişsel bilimler bölümünde doktora sonrası araştırmacı olan
, “Bilim insanları, dilbilimciler ve filozoflar asırlar boyunca dil ile akıl yürütme arasındaki ilişki hakkında tartışıyorlar” dedi. “Dil, düşüncelerimizi ifade etmek için bir araç mı, yoksa karmaşık düşüncenin kendisi mi?”
Bu fikir genellikle, hem dilin hem de karmaşık düşüncelerin daha küçük parçalardan oluşan hiyerarşik yapılarla oluşturulduğu “düşünce dili hipotezi” ile ilişkilidir. Cümleler kelimelerden oluştuğu gibi, mantıksal düşünceler de temel kavramlardan oluşur. Bu yapısal benzerliklere rağmen, önceki araştırmalar dil ve diğer karmaşık bilişsel süreçler arasında bir ayrım olduğunu gösteriyor.
Örneğin, beyin hasarı sonucu dil yeteneklerini kaybeden kişiler (afazi), genellikle matematiksel ve nedensel akıl yürütme becerilerini koruyabilirler. Beyin görüntüleme çalışmaları da, dil anlama için sorumlu olan bölgelerin, matematik problemlerini çözmek veya bilgisayar kodunu anlamak gibi görevlerde genellikle aktif olmadığını gösteriyor.
Soyut mantıksal akıl yürütmeye bu tartışmada daha az odaklanılmıştır. Tümdengelimli akıl yürütmeyle ilgili beyin bölgelerini izole etmeye yönelik önceki çalışmalar, kullanılan görevlerin genellikle dil işleme ile birlikte genel bilişsel çabaları içerdiği için karışık sonuçlar vermiştir. Dil modellerinin (LLM’ler) bazı mantıksal problemleri çözme yeteneğini göstermesiyle, dilin mantıksal becerinin temeli olup olmadığı sorusu yeniden gündeme gelmiştir.
Kean, “Bu eski soru, yapay zeka ve daha geniş anlamda yapay zekanın ortaya çıkmasıyla yeni bir önem kazandı” dedi. “ChatGPT ve Claude gibi büyük dil modelleri (LLM’ler), metin girdilerini tahmin ederek eğitilir ve çıktılarını metin olarak ifade ederken, bazı insan mantıksal akıl yürütme biçimlerini taklit edebilirler. Eğer insan beyni dil ile soyut mantıksal düşünceyi birbirinden ayırıyorsa, bu mimari farkın hem LLM’lerin başarılarını hem de tipik başarısızlıklarını anlamamıza yardımcı olabileceği ve gelecekteki yapay zeka sistemlerinin tasarımını bilgilendirebileceği söylenebilir.”
Bu ilişkiyi sistematik olarak araştırmak için Kean, Evelina Fedorenko ve meslektaşları iki bölümlü bir yaklaşım geliştirdiler. İlk olarak, yazarlar fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme (fMRI) kullanarak 29 sağlıklı yetişkinin farklı türlerde mantıksal akıl yürütme görevlerini tamamladığı sırada beyin aktivitelerini izlediler. Her katılımcının dil ağını, cümleleri okuyarak ve telaffuz edilebilir hecelenmemiş kelimeler listesini dinleyerek bağımsız olarak haritalandırdılar.
fMRI deneyinde, katılımcılar üç tür mantıksal akıl yürütme testi gerçekleştirdiler. Tümdengelimli akıl yürütmeyi test etmek için, katılımcılar bir sayı dizisindeki kuralı belirlemeye çalıştılar. Tümdürülü akıl yürütmeyi test etmek için, klasik öncülleri değerlendirdiler ve belirli bir sonucun iki öncülden mantıksal olarak çıkarılıp çıkarılamayacağını belirlediler. Üçüncü testte, katılımcılar geometrik desenlerden oluşan bir ızudaki aykırı deseni belirlemeleri gereken matris akıl yürütmesiydi.
Beyin taramaları, dil ağının bu mantıksal akıl yürütme görevleri sırasında neredeyse hiç yanıt vermediğini gösterdi. Dil bölgeleri, katılımcılar standart cümleleri okurken güçlü bir tepki verirken, mantık problemini çözerken çoğunlukla pasifti.
Bunun yerine, tümdengelimli ve matris akıl yürütme görevleri “çoklu talep ağı” olarak bilinen, çok çeşitli amaç odaklı ve bilişsel olarak zorlayıcı davranışları destekleyen genel bir beyin sistemini aktive etti. Tümdürülü akıl yürütme görevi, çoklu talep ağını aktive etmedi, ancak bunun yerine farklı önceliklere sahip frontal ve parietal bölgeleri harekete geçirdi ve bu da farklı mantıksal süreçlerin farklı sinir yollarına dayandığını gösterdi.
Kean, “İki yaklaşımın birbiriyle örtüşmesi bizim için önemliydi” dedi. “Beyin görüntüleme, dil bölgelerinin mantıksal akıl yürütmede katılıp katılmadığı sorusuna yanıt vermemizi sağlarken, afazi vakaları, sağlam bir dil sisteminin mantıksal akıl yürütme için gerekli olup olmadığı gibi daha güçlü bir nedensel soru sormamıza olanak tanıdı. Her iki yöntem de alternatif açıklamalar bırakabilirken, birlikte tamamlayıcı kanıtlar sağladılar.”
Araştırmanın ikinci bölümünde, Kean ve meslektaşları, sol beyinlerinin büyük bir kısmına zarar veren iki kişiyi incelediler. Bu hasar, her iki kişinin de ciddi dil bozukluklarına (afazi) yol açtı ve bu kişilerde gramer ve dil anlama yetenekleri önemli ölçüde etkilendi. Bilim insanları, bu kişilerin mantıksal akıl yürütme becerilerinin de etkilenip edilmediğini görmek istediler.
Afazisi olan iki kişi ile beyin hasarı olmayan 40 yetişkinlikten oluşan bir kontrol grubu, sözel olmayan tümdengelimli ve matris akıl yürütme görevlerini tamamladılar. Tümdürülü akıl yürütme görevi hariç tutuldu çünkü bu görev karmaşık cümleleri okuma ve anlama gerektiriyordu ve bu kişiler bunu yapamıyorlardı.
Dil bozukluklarına rağmen, her iki hasta da mantık problemlerini şaşırtıcı derecede iyi çözdüler. Tümdengelimli akıl yürütme testinde, iki hasta kontrol grubunun ortalamasına yakın bir oranda doğru kural belirleme problemini çözdüler.
Mantris akıl yürütme testindeki performansları bile daha etkileyiciydi. Her iki hasta da geometrik desen problemlerinin çoğunu başarıyla çözdü ve yaş gruplarının ortalamasının üzerinde bir performans gösterdi. Bu davranışsal sonuçlar, sağlam bir dil sisteminin bir kişinin karmaşık mantıksal çıkarım ve tümdengelimde başarılı olması için gerekli olmadığını gösteriyor.
Kean, “Afazisi olan katılımcılarımızın katkıları sayesinde bu temel bilgileri öğrenmemizi sağlayan araştırmaya katıldıkları için özellikle minnettarız” dedi. “Afaziye sahip kişilerin düşünce yeteneğinin bozulduğu yanılgısının yaygın olduğunu ve bunun nedeni de afaziye sahip kişilerin genellikle iletişim kurmakta zorlandıkları için zekalarının etkilenmediği düşünüldüğü için, bu araştırmanın insan zihninin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunacağını umuyoruz.”
Araştırma, yalnızca yetişkin beyinlerine odaklanmıştır, bu nedenle erken çocukluk dönemindeki dilin rolü hakkında sorular açık bırakılmıştır. Erken dönemde mantıksal çerçeveleri oluşturmak için dilden yararlanmanın gerekli olup olmadığı mümkündür. Gelecekteki araştırmalar, bebeklerin ve küçük çocukların mantıksal çerçeveleri oluştururken dile mi ihtiyaç duyduklarını araştırabilir.
Kean, “İnsanlar genellikle karmaşık düşüncelerin dilsel bir iç monolog biçiminde olduğunu varsayarlar” dedi. “Sonuçlarımız, en azından yetişkinlerde resmi mantıksal akıl yürütme için, bunun kesinlikle böyle olmadığına işaret ediyor.”
Bu sonuçlar, günlük hayatta dil ve düşüncenin birbirinden izole olduğu anlamına gelmiyor. Dil ağı sürekli olarak düşünce sistemlerimizle etkileşim halindedir ve fikirleri iletmek veya zorlu bilişsel görevlerde bilgileri tutmak için bir araç görevi görebilir.
Kean, “Mantıksal akıl yürütme yeteneğinin geliştirilmesi mümkün olabilir” dedi.
Bu araştırmanın sınırlamalarından biri, afazisi olan yalnızca iki kişinin incelenmesidir. Bu tür özel dil bozukluklarına sahip kişileri bulmak nadirdir ve bu da büyük ölçekli bir çalışma yapmak zorlaştırır. Araştırma ekibi, gelecekteki çalışmaların daha geniş bir mantıksal akıl yürütme görevlerini inceleyerek bu çalışmanın kapsamını genişletebileceğini öngörmektedir.
“Uzun vadeli hedefimiz insan düşüncesinin haritasını çıkarmaktır” dedi Kean. “Ayrıca, düşünceleri üzerinde nedensel olarak müdahale etmenin yollarını bulmayı da umuyorum.”
Bu, örneğin hafif elektrik veya manyetik uyarım kullanan dış araçlarla beyin aktivitesini geçici olarak değiştiren invaziv olmayan nöromodülasyon yöntemlerini içerir. Kean, “İnsan düşüncesinin sadece etkilenmekle kalmayıp aynı zamanda geliştirilebileceği bir geleceğe doğru ilerlemeyi umuyorum” dedi.
Evidence from formal logical reasoning reveals that the language of thought is not natural language
“, Hope Kean, Alexander Fung, Paris Jaggers, Jason Chen, Joshua S. Rule, Yael Benn, Joshua B. Tenenbaum, Steven T. Piantadosi, Rosemary A. Varley ve Evelina Fedorenko tarafından yazılmıştır.
