Preberanie náročného problému môže niektorým ľuďom pomôcť usporiadať si myšlienky. Podľa kognitívnych neurovedcov z McGovernovho inštitútu pre výskum mozgu na MIT však samotný jazyk nie je pre logické myslenie nevyhnutný.

V štúdii, ktorá bola nedávno uverejnená v časopise PNAS, tím pod vedením Eveliny Fedorenko, docentky v odbore mozgových a kognitívnych vied na MIT, zistil, že ľudia dokážu úspešne riešiť problémy vyžadujúce logické myslenie aj vtedy, keď sú ich jazykové schopnosti výrazne obmedzené. Techniky zobrazovania mozgu tiež ukázali, že oblasti zodpovedné za spracovanie jazyka nie sú počas logického myslenia aktivované.

Sú jazyk a myslenie skutočne prepojené?

Už tisícročia filozofi, lingvisti a kognitívni vedci diskutujú o tom, či je jazyk pre myslenie nevyhnutný. Mnohí zastávajú názor, že ľudia používajú jazyk ako nástroj na myslenie. Hope Keanová, postdoktorandka a bývalá stážistka v Centre integratívnej výpočtovej neurovedy (ICoN) K. Lisy Yangovej v laboratóriu Eveliny Fedorenkovej, tvrdí, že existujú dôveryhodné dôvody domnievať sa, že jazyk a logika môžu byť úzko prepojené. „Abstraktné myslenie vykazuje charakteristiky, ktoré sú veľmi podobné jazyku,“ hovorí Keanová a poukazuje na štrukturálne podobnosti. „Myšlienku môžete rozložiť na čiastkové zložky – ako drobné atómy logických výpovedí – a hierarchicky ich kombinovať, aby ste vytvorili zložitejšie štruktúrované pravidlá – podobne ako v jazyku.“

Napriek tomu Kean a Fedorenko, ktorý je zároveň výskumníkom v McGovernovom inštitúte, mali podozrenie, že mozog by mohol oddeľovať komunikáciu logického myslenia od samotného logického myslenia. Ľudia sa vo veľkej miere spoliehajú na jazyk, keď opisujú problém, diskutujú o možných riešeniach alebo vysvetľujú, ako dospeli k záveru. Základný proces logického myslenia však môže závisieť od iného systému v mozgu. „Existujú aspekty myslenia, ktoré zdanlivo presahujú niektoré obmedzenia jazyka,“ vysvetlil Kean. Logické myslenie často vyžaduje úroveň presnosti, ktorú bežný jazyk neposkytuje. Jazyk sa tiež odvíja v lineárnom slede, jedno slovo po druhom, zatiaľ čo dosiahnutie logického záveru môže vyžadovať zohľadnenie viacerých informácií spôsobom, ktorý je menej lineárny.

Testovanie logického myslenia bez jazyka

Tieto otázky podnietili Keana k tomu, aby preskúmal, ako mozog vlastne vykonáva logické myslenie. Výskum tejto témy je náročný, pretože výskumníci pracujúci s ľudskými subjektmi sa zvyčajne spoliehajú na jazyk, aby vysvetlili úlohy a získali odpovede. Fedorenkov tím našiel spôsob, ako túto prekážku obísť, a to spoluprácou s Rosemary Varleyovou, neurovedkyňou z University College London, ktorá sa zaoberá poruchami nadobudnutého jazyka, a jej tímom.

Výskumníci skúmali dvoch jedincov, ktorí utrpeli mozgovú príhodu, ktorá poškodila oblasti mozgu zodpovedné za spracovanie jazyka. Obaja mali značné ťažkosti s porozumením a produkciou reči. Na otestovanie logického myslenia nezávisle od jazyka vyvinuli výskumníci logické hry zamerané na čísla a vizuálne vzory. V jednej úlohe boli účastníkom ukázané dva zoznamy čísel a museli identifikovať skryté pravidlo, podľa ktorého sa jeden zoznam transformoval na druhý. Takéto pravidlo mohlo napríklad spočívať v obrátení číslic alebo odstránení čísel nad určitou hodnotou. Po identifikovaní pravidla ho účastníci museli aplikovať na nové príklady. V ďalšej úlohe bola účastníkom predložená zbierka geometrických vzorov. Následne museli vybrať vzor, ktorý správne dopĺňal mriežku.

Čím boli hádanky zložitejšie, tým jasnejšie výsledky ukazovali, že jazyk nie je pre túto formu logického myslenia nevyhnutný. Účastníci s ťažkými poruchami reči dosahovali rovnako dobré výsledky ako kontrolná skupina. Dokonca boli schopní komunikovať pravidlá, ktoré objavili, prostredníctvom gest alebo náčrtov. „Toto skutočne prevracia teóriu, ktorá tvrdí, že indukcia symbolických pravidiel je bez jazykových zručností nemožná,“ hovorí Kean.

Skeny mozgu odhaľujú oddelenie logiky a jazyka

Výskumníci tiež skúmali, čo sa deje v mozgoch zdravých dospelých, keď riešia logické úlohy. Účastníci prišli na MIT na sériu MRI vyšetrení, počas ktorých sa zaznamenávali vzory mozgovej aktivity, keď vykonávali rôzne úlohy. Niektoré úlohy pozostávali z logických hádaniek. Iné boli špeciálne navrhnuté na identifikáciu oblastí spracovania jazyka u každého účastníka. Samostatná séria úloh zmapovala takzvanú „sieť s viacerými požiadavkami“ – distribuovaný mozgový systém, ktorý podporuje riešenie zložitých problémov.

Neurotypickí účastníci riešili logické hádanky podobné tým, ktoré boli predložené účastníkom s poruchami reči. Riešili tiež úlohy, ktoré vyžadovali sylogistické uvažovanie. Tieto úlohy využívali výpovede typu „ak-potom“, napríklad: „Ak je lopta červená, potom je veľká. Lopta je červená. Je lopta veľká?“ Výskumníci prispôsobili úroveň obtiažnosti hádaniek, aby zistili, ktoré oblasti mozgu sa stávajú aktívnejšími s rastúcou kognitívnou námahou. Porovnali tiež mozgovú aktivitu v situáciách, keď účastníci museli objaviť skryté pravidlo, s aktivitou v situáciách, keď jednoducho uplatňovali pravidlo, ktoré im už bolo dané.

Skeny odhalili jasné rozlíšenie medzi jazykom a logikou. Jazykový systém mozgu nebol aktivovaný počas induktívneho uvažovania (keď účastníci identifikovali skryté pravidlá) ani počas deduktívneho uvažovania (keď hodnotili platnosť sylogistických záverov). Zistenia týkajúce sa „siete pre viacnásobné požiadavky“ boli neočakávanejšie. Vedci predpokladali, že táto sieť bude hrať dôležitú úlohu v logickom myslení. Hoci sa aktivovala počas induktívneho uvažovania, nezdalo sa, že by sa podieľala na deduktívnom uvažovaní. Keanová tento zistenie ďalej skúma v rámci svojho prebiehajúceho výskumu. Pre Fedorenka a Keanovú tieto výsledky predstavujú silný dôkaz, že jazyk a logika sú založené na rôznych systémoch v mozgu. Výsledky tiež nadväzujú na skoršiu prácu z Fedorenkovho laboratória, ktorá ukázala, že iné formy myslenia – vrátane kategorizácie objektov a sociálneho myslenia – nezávisia od jazyka.

Akú úlohu zohrávajú vnútorné hodiny v myslení?

Zároveň tieto výsledky nastoľujú zaujímavú otázku pre chronobiológiu: Ak sa logické myslenie odohráva nezávisle od jazyka vo vlastných mozgových sieťach, na ich výkonnosť by mohli mať vplyv aj biologické hodiny. Pozornosť, koncentrácia a kognitívny výkon podliehajú prirodzeným výkyvom v priebehu dňa a ovplyvňujú ich okrem iného cyklus spánku a bdenia, hormóny ako melatonín a kortizol a chronotyp daného jedinca. Ľudia preto môžu podávať odlišné výkony v závislosti od dennej doby, hoci ich základné schopnosti zostávajú nezmenené. Táto štúdia tento časový vplyv neskúmala. Budúci výskum by však mohol objasniť, či mozgové siete zodpovedné za logické myslenie podliehajú tiež určitým denným výkyvom a či je možné zložité úlohy zamerané na myslenie vykonávať ľahšie alebo efektívnejšie v určitých časoch.

Čo výsledky znamenajú pre afáziu

Tento výskum by mohol mať dôležité dôsledky pre chápanie získaných porúch reči, ako je afázia. Odborníci, ktorí pracujú s ľuďmi s afáziou, už dlho vedia, že strata jazykových schopností nie je synonymom straty inteligencie. Človek s afáziou si môže stále užívať hru v šachu, riešenie sudoku alebo správu rodinných financií. Niektorí ľudia však mylne interpretujú komunikačné ťažkosti ako príznaky kognitívnych problémov.

„Tento výskum dopĺňa rastúci počet štúdií, ktoré ukazujú, že aj ľudia s ťažkou afáziou si môžu zachovať schopnosť abstraktného logického myslenia – charakteristickú črtu nášho druhu,“ povedal Fedorenko. „Mali by sme naďalej vzdelávať verejnosť o tom, že jazykové ťažkosti – či už spôsobené afáziou, poruchami reči a jazyka, ako je koktanie, alebo u tých, ktorých materinským jazykom nie je angličtina – nie sú ukazovateľom toho, aký inteligentný alebo schopný niekto je.“

Potenciálny prínos pre umelú inteligenciu

Tieto zistenia by mohli mať dôsledky aj pre umelú inteligenciu. Veľké jazykové modely, ako sú ChatGPT a Claude, sú trénované výlučne na texte a ako výsledky generujú text, napriek tomu dokážu presvedčivo simulovať určité formy ľudského myslenia.

Ľudský mozog zrejme funguje inak. U ľudí sú jazyk a abstraktné logické myslenie oddelené procesy. Podľa Keanovej by skúmanie rozdielov medzi ľudským myslením a fungovaním veľkých jazykových modelov mohlo poskytnúť užitočné poznatky pre vývoj budúcich systémov umelej inteligencie.

Presné pochopenie toho, ako ľudský mozog dochádza k záverom, zostáva otvorenou oblasťou výskumu. Keanová to opisuje ako novú hranicu v geografii myslenia – a tú sa s nadšením chystá preskúmať.