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大脑如何解析语言

认知神经科学家 Ev Fedorenko 的研究表明,人脑中存在一个专门的语言网络,其功能类似于大型语言模型(LLM),主要负责将词语和意义进行映射。这个网络位于左脑的额叶和颞叶,作为一个独立的接口,连接着语言的输入/输出与高级思维活动。它本身不产生思想,而是将思想转化为语言,或将语言解码为意义,这挑战了语言与思维密不可分的传统观念。

语言网络:大脑中的一个独立“器官”

根据 Fedorenko 的研究,大脑中有一套核心区域,它们共同构成一个专为语言服务的系统。这个系统就像一个生理器官,有其特定的物理位置和功能。

  • 物理位置: 该网络主要位于大多数人左脑的额叶和颞叶区域。尽管个体之间存在细微差异,但其总体布局在不同人之间高度一致。
  • 核心功能: 它的主要工作是储存词语与意义之间的对应关系,以及组合这些词语的规则。它不参与思考,而是充当一个转换器。
  • 专一性: 这个网络对语言任务表现出极高的专一性。它处理语言信息,但对数学、音乐或社交认知等其他高级认知任务并不活跃。

“你可以把语言网络看作一套指针。它就像一张地图,告诉你去大脑的哪里寻找不同类型的意义。它本质上是一个高级解析器,帮助我们把碎片拼凑起来——而所有思考和有趣的事情都发生在它的边界之外。”

语言并非思想本身

一个核心观点是,语言能力和高级思维是两个相互分离的系统。语言网络更像是一个接口,而不是思想的诞生地。

语言生成时:

  1. 首先有一个模糊的想法或思想。
  2. 语言网络在大脑的词汇库中搜索,找到合适的词语和句式来表达这个想法。
  3. 它将思想“编码”成一个结构化的词语序列。
  4. 最后,这个序列被发送到运动系统,通过说话、书写或手语表达出来。

语言理解时:

  1. 声音或文字等外部信号被感官接收。
  2. 语言网络解析这些信号,识别出其中的词语和结构。
  3. 它利用这些词语作为“指针”,在大脑的其他区域(如记忆、认知中枢)激活相应的意义。

这个过程意味着,即使语言网络受损(例如失语症患者),其复杂的认知和思考能力可能仍然完好无损,只是被“困”在了无法有效表达的大脑中。

人脑中的“生物版 LLM”

Fedorenko 认为,这个语言网络在很多方面都与大型语言模型(LLM)相似。它是一个高效的语言处理器,但不具备真正的理解力。

  • 相似之处: 就像 LLM 一样,语言网络学习语言的规律和词语之间的关系,从而能够生成流畅的语句。有时一个人可以滔滔不绝,但内容却空洞无物,这正是语言网络独立运作而缺乏深层思考参与的表现。
  • 关键区别: 与 LLM 不同,人类的语言网络与大脑中其他负责记忆、情感和社交认知的系统紧密相连。LLM 缺乏这些功能,因此它只能模仿语言,而无法像人类一样真正理解和体验世界。

诺姆·乔姆斯基那个著名的无意义句子——“无色的绿色思想狂怒地沉睡”——就是一个很好的例子。语言网络可以轻松处理这个句子的语法结构,就像处理一个有意义的句子一样,尽管它在现实世界中毫无意义。这说明该系统是一个相对“浅层”的处理器。

最初,Fedorenko 也以为语言是高级思维的核心,但研究数据清晰地表明,处理语言的脑区是高度专业化的。作为一个科学家,她选择了接受证据,更新自己的认知:我们的大脑中确实存在一个类似于 LLM 的系统,专门负责将思想与世界连接起来。