Uma nova pesquisa mostra que o cérebro humano entende a linguagem falada por meio de um processo passo a passo que se assemelha muito ao modo como funcionam os modelos avançados de linguagem de inteligência artificial. Ao registar a actividade cerebral de pessoas que ouviam uma história oral, os investigadores descobriram que as fases posteriores da resposta do cérebro coincidiam com camadas mais profundas de sistemas de inteligência artificial, particularmente em regiões linguísticas bem conhecidas, como a área de Broca. As descobertas desafiam ideias de longa data baseadas em regras sobre a compreensão da linguagem e são apoiadas por um conjunto de dados públicos lançado recentemente que oferece uma nova e poderosa maneira de estudar como o significado é formado no cérebro.
Um estudo publicado em Comunicações da naturezaAriel Goldstein da Universidade Hebraica, com os colaboradores Dra. Marianne Schein do Google Research e os professores Uri Hassan e Eric Hamm da Universidade de Princeton. Juntos, a equipe descobriu semelhanças inesperadas entre a forma como os humanos entendem a fala e a forma como os modelos atuais de IA processam o texto.
Usando gravações eletrocorticográficas de participantes ouvindo um podcast de trinta minutos, os pesquisadores rastrearam a hora e o local da atividade cerebral durante o processamento da linguagem. Eles descobriram que o cérebro segue uma sequência estruturada que se aproxima da construção em múltiplas camadas de grandes modelos de linguagem, como GPT-2 e Llama 2.
Como o cérebro cria significado ao longo do tempo
Quando ouvimos alguém falar, o cérebro não capta o significado imediatamente. Em vez disso, cada palavra passa por uma série de etapas neurais. Goldstein e os seus colegas mostraram que estes passos se desenrolam ao longo do tempo de uma forma que reflete a forma como os modelos de inteligência artificial processam a linguagem. Os níveis iniciais de IA concentram-se nas características básicas das palavras, enquanto os níveis mais profundos combinam contexto, tom e significado mais amplo.
A atividade do cérebro humano seguiu o mesmo padrão. Os primeiros sinais neurais correspondiam aos estágios iniciais do processamento de IA, e as respostas cerebrais posteriores correspondiam a camadas mais profundas de modelos. Esta sobreposição temporal foi particularmente forte em áreas linguísticas de nível superior, como a área de Broca, onde as respostas atingiram o pico mais tarde quando associadas a camadas mais profundas de IA.
Goldstein, “O que mais nos surpreendeu foi o quão próximo o desdobramento temporal do significado no cérebro corresponde à sequência de transformações dentro dos padrões de linguagem mais amplos. Embora esses sistemas sejam construídos de maneira muito diferente, ambos parecem convergir para uma construção passo a passo semelhante para a compreensão.”
Por que essas descobertas são importantes
A pesquisa mostra que a inteligência artificial pode fazer mais do que gerar texto. Também poderia ajudar os cientistas a compreender melhor como o cérebro humano cria significado. Durante muitos anos, pensou-se que a linguagem dependia principalmente de símbolos fixos e hierarquias rígidas. Estes resultados desafiam esta visão e, em vez disso, apontam para um processo mais flexível e estatístico no qual o significado emerge gradualmente através do contexto.
Os pesquisadores também testaram elementos tradicionais da linguagem, como fonemas e morfemas. Estas características clássicas não explicam a atividade cerebral em tempo real, nem as representações contextuais geradas por modelos de inteligência artificial. Isto apoia a ideia de que o cérebro depende mais de um contexto fluido do que de blocos de construção linguísticos estritos.
Um novo recurso para a neurociência da linguagem
Para impulsionar o campo, a equipe disponibilizou publicamente um conjunto completo de gravações neurais e recursos de linguagem. Este conjunto de dados aberto permite que pesquisadores de todo o mundo comparem teorias de compreensão da linguagem e desenvolvam modelos computacionais que reflitam com mais precisão como funciona a mente humana.
