Matematički model objašnjava kako ljudi pamte priče koristeći strukturu 'slučajnog stabla'

Ljudi su sposobni pamtiti mnoge različite vrste informacija, uključujući činjenice, datume, događaje, pa čak i složene narative. Razumijevanje kako se značajne priče pohranjuju u ljudskom pamćenju ključni je fokus mnogih istraživanja u kognitivnoj psihologiji.

Znanstvenici s Instituta za napredne studije Sveučilišta Emory i Weizmannovog instituta za znanost nedavno su pokušali modelirati kako ljudi predstavljaju smislene narative i pohranjuju ih u pamćenje koristeći matematičke objekte poznate kao „slučajna stabla“. Njihov rad, objavljen u časopisu Physical Review Letters, predstavlja novi konceptualni okvir za proučavanje procesa ljudskog pamćenja koji se temelji na matematici, računarstvu i fizici.

„Naša studija imala je za cilj odgovoriti na važnu potrebu: stvaranje matematičke teorije ljudskog pamćenja za smisleni materijal poput narativa“, rekla je Misha Tsodyks, glavna autorica rada. „Postoji konsenzus u području da su narativi previše složeni za izgradnju takve teorije, ali vjerujem da smo pokazali drugačije: unatoč složenosti, postoje statističke pravilnosti u načinu na koji se ljudi sjećaju priča koje se mogu predvidjeti pomoću nekoliko jednostavnih osnovnih načela.“

Kako bi učinkovito modelirali reprezentaciju značajnih sjećanja pomoću slučajnih stabala, Tsodyks i kolege proveli su eksperimente prisjećanja priča s velikim brojem sudionika koristeći online platforme Amazon i Prolific. Studija je koristila narative iz Labovljevog rada. Ukupno je 100 ljudi zamoljeno da se prisjete 11 priča različitih duljina (od 20 do 200 rečenica), nakon čega su znanstvenici analizirali transkripte pamćenja kako bi testirali svoju teoriju.

„Odabrali smo zbirku usmenih povijesti koje je zabilježio poznati lingvist W. Labov 1960-ih“, objasnio je Tsodyks. „Brzo smo shvatili da analiza takve količine podataka zahtijeva korištenje modernih alata umjetne inteligencije u obliku nedavno razvijenih velikih jezičnih modela (LLM).“

Otkrili smo da se ljudi ne prisjećaju samo pojedinačnih događaja iz priča, već često sažimaju prilično velike dijelove narativa (npr. epizode) u jednoj rečenici. To nas je navelo na vjerovanje da se narativ pohranjuje u pamćenju kao stablo, s čvorovima bliže korijenu koji predstavljaju apstraktne sažetke većih epizoda.

Tsodyks i njegovi kolege pretpostavili su da se stablo koje predstavlja narativ formira u trenutku kada osoba prvi put čuje ili pročita priču i razumije je. Budući da prethodna istraživanja pokazuju da različiti ljudi različito percipiraju iste priče, stabla koja se formiraju imat će jedinstvene strukture.

„Model smo formulirali kao skup slučajnih stabala određene strukture“, rekao je Tsodyks. „Ljepota ovog modela je u tome što se može matematički opisati, a njegova predviđanja mogu se izravno testirati na podacima, što smo i učinili. Glavna inovacija našeg modela slučajnog stabla pamćenja i pronalaženja je pretpostavka da je sav smisleni materijal općenito predstavljen u pamćenju na isti način.“

Naše istraživanje moglo bi imati šire implikacije za razumijevanje ljudskih kognitivnih procesa, budući da se čini da su narativi univerzalan način na koji razmišljamo o širokom rasponu fenomena u našim individualnim životima, kao i u društvenim i povijesnim procesima.

Nedavni rad tima ističe potencijal matematičkih i na umjetnoj inteligenciji temeljenih pristupa za proučavanje načina na koji ljudi pohranjuju i predstavljaju značajne informacije u svojim sjećanjima. U budućim studijama, Tsodyks i njegovi kolege planiraju procijeniti u kojoj se mjeri njihova teorija i pristup modeliranja slučajnog stabla mogu primijeniti na druge vrste narativa, poput fikcije.

„Ambiciozniji smjer za buduća istraživanja bio bi traženje izravnijih dokaza za model stabla“, dodao je Tsodyks. „To bi zahtijevalo razvoj eksperimentalnih protokola osim jednostavne reprodukcije. Drugi zanimljiv smjer bio bi korištenje tehnika snimanja mozga kod ljudi koji se bave razumijevanjem i reprodukcijom narativa.“