2022年9月15日

用手说话?你也可以和他们一起思考

大阪市立大学

我们如何理解单词?科学家们还没有完全理解当一个单词出现在你的大脑中时会发生什么。大阪市立大学可持续系统科学研究生院牧冈Shogo教授领导的一个研究小组想要测试具身认知的想法。具身认知提出，人们通过与物体交互的方式来理解物体的单词，因此研究人员设计了一个测试，在参与者与物体交互的方式有限的情况下观察单词的语义处理。

单词是通过与其他单词的关系来表达的;例如，“cup”可以是“用玻璃制成的容器，用来喝水”。然而，只有当你明白要喝一杯水，你要把它拿在手里送到嘴边，或者如果你把杯子掉到地上，它就会摔碎，你才能使用杯子。如果不了解这一点，就很难制造出一个能拿真杯子的机器人。在人工智能的研究，这些问题被称为符号基础问题，它将符号映射到现实世界中。

人类如何实现符号接地?认知心理学和认知科学提出具身认知的概念，即物体通过与身体和环境的相互作用而被赋予意义。

为了测试具身认知，研究人员进行了实验，观察参与者的手可以自由移动和被限制时，他们的大脑对描述可以用手操作的物体的词语的反应。

“很难建立一种测量和分析的方法大脑的活动．第一作者大西世(Sae Onishi)女士坚持不懈地提出了一个任务，以一种我们能够足够准确地测量大脑活动的方式，”Makioka教授解释说。

在实验中，“杯子”和“扫帚”等两个单词在屏幕上呈现给参与者。他们被要求比较这些词所代表的物体的相对大小，并口头回答哪个物体更大——在这种情况下，是“扫帚”。研究人员将描述两种类型物体的单词进行比较，一种是可以用手操作的物体，如“杯子”或“扫帚”，另一种是不能操作的物体，如“建筑”或“灯柱”，以观察每一种类型是如何被处理的。

在测试过程中，参与者将手放在桌子上，他们的手要么是自由的，要么被一块透明的亚克力板束缚着。当这两个词出现在屏幕上时，为了回答哪个词代表一个更大的物体，参与者需要想到两个物体并比较它们的大小，迫使他们处理每个词的意思。

用功能性近红外光谱(fNIRS)测量大脑活动，这种方法的优点是在进行测量时不施加进一步的物理约束。测量主要集中在顶叶间沟和顶叶下小叶(supramarginal回和角回)，负责与工具相关的语义处理。研究人员测量了口头回答的速度，以确定参与者在单词出现在屏幕上后回答的速度。