數學模型揭示人類如何儲存和回憶故事

來自美國高級研究院、埃默里大學及以色列魏茲曼科學研究所的研究團隊,開發了一個新的數學框架,以理解人類如何在記憶中儲存有意義的敘事。

他們的研究方法使用隨機樹,這是一種可以表示分支結構的數學對象,來模擬人們如何記住故事。

研究的主要作者指出,目標是建立一個針對複雜材料故事的人類記憶的嚴謹理論。該研究發表在《物理評論快報》上,結合了數學、計算機科學和物理學的概念,探討敘事中的事件和細節在大腦中的聯繫。

研究人員發現回憶故事的可預測模式
儘管許多科學家認為敘事過於複雜,無法形成統一的數學理論,但最新的研究顯示情況並非如此。根據高級作者 Misha Tsodyks 的說法,儘管故事的複雜性,回憶這些故事的過程中存在統計模式,可以用幾個簡單的基本原則來預測。

研究人員在摘要中提到:「我們引入了一個隨機樹的統計集合,將敘事表示為關鍵點的層次結構,每個節點是其後代葉子的壓縮表示,這些葉子是原始敘事片段。」

Tsodyks 和他的團隊通過在 Amazon 和 Prolific 招募的超過 100 名參與者進行在線回憶實驗,測試了他們的隨機樹記憶模型。團隊使用了 11 個不同長度的敘事,從 20 到 200 句,這些敘事最初由美國語言學家 William Labov 編輯。參與者被要求回憶這些故事,研究人員分析了他們的回應,以檢驗他們的理論是否成立。

隨後,團隊使用 Labov 在 1960 年代錄製的口述敘事,並利用現代工具如人工智能和大型語言模型分析大量數據。

研究人員發現,人們經常將整個故事的情節總結為單一句子,這導致了敘事在記憶中以樹狀結構存儲的結論。在這個模型中,靠近根部的節點代表更廣泛的總結,而更詳細的事件則向外分支。

大腦以數學可預測的樹狀結構儲存敘事
研究的作者認為,當某人第一次聽到或閱讀一個故事並理解它時,他們的大腦會構建一個樹狀結構來表示該敘事。由於每個人對故事的解釋不同,因此每個人的記憶樹具有獨特的結構。

為了測試這一觀點,Tsodyks 和他的團隊創建了一個基於特定結構的隨機樹集合的模型。他們發現這個模型可以用數學解決,其預測與實驗數據相符,主要見解是所有有意義的材料,如敘事,可能以類似樹狀的方式在記憶中表示。

研究人員現在認為,他們的發現對理解人類認知有更廣泛的啟示,因為敘事是人們理解個人經歷以及社會和歷史事件的常見方式。

此外,這些發現還突顯了將數學模型與人工智能技術結合的潛力,以更好地研究有意義的信息如何在記憶中儲存和組織。

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Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。