Helsingin yliopisto

Aivot etsivät tekstistä tärkeintä tietoa mahdollisimman vähällä vaivalla

Jaa

Aivojen aktiivisuutta tarkkailemalla selvisi, että aivot säätelevät voimavarojaan ja pyrkivät löytämään mahdollisimman olennaisen informaation.

Ihmisen aivot välttävät turhaa vaivannäköä, kertoo tuore tutkimus. Kun ihminen lukee, aivot pyrkivät hankkimaan mahdollisimman paljon tietoa käyttämällä mahdollisimman vähän kognitiivista kapasiteettiaan.

Tämä käy ilmi Helsingin yliopiston tutkijoiden tietojenkäsittelytiedettä ja psykologiaa yhdistävästä tutkimuksesta, joka julkaistiin Scientific Reports -tiedelehdessä toukokuussa. Scientific Reports on monitieteinen avoimen julkaisun alusta Nature-lehden julkaisijoilta.

Tutkimuksen mukaan aivot käsittelevät informaatiota eri tavoilla sen mukaan, miten tärkeänä ne pitävät esimerkiksi luettua sisältöä. Kun ihminen tulkitsee luettujen sanojen merkitystä, hän pyrkii ohjaamaan voimavarojaan tulkitsemaan sellaisia sanoja, jotka antavat mahdollisimman paljon informaatiota sisällöstä.

Aiemmissa tutkimuksissa on saatu laajaa näyttöä siitä, että sanan pituus ja yleisyys sekä lauseisiin lisätyt kielioppivirheet ja semanttiset ristiriidat vaikuttavat siihen, kuinka aivomme reagoivat kieleen.

Nyt julkaistussa tutkimuksessa tähän lisättiin myös lauseista seuraava kielen taso eli diskurssitaso. Sitä tarkasteltiin kuuden lauseen tekstikappaleiden kautta. Tällä tasolla sanojen suhteet toisiinsa monimutkaistuvat, ja kontekstin merkitys yksittäisten sanojen tulkitsemisessa korostuu. Diskurssitasolla aivojen tietojenkäsittelystä on tiedetty varsin vähän.

Ero korkean ja matalan informaatioarvon välillä

Tutkijat kehittivät informaatioteoriaan perustuvan mallin, jonka avulla sanojen informaatioarvon pystyi määrittämään, ja yhdistivät tähän aivojen aktiivisuuden tarkkailun. Tutkimus toteutettiin niin, että vapaaehtoiset lukivat lauseita Wikipedia-artikkeleista samalla kun heidän aivojensa aktiivisuutta mitattiin aivosähkökäyrällä (elektroenkefalografia, EEG). Aivosähkömittauksessa havaittiin ero korkean informaatioarvon sanojen ja matalan informaatioarvon sanojen välillä.

– Kun ihminen lukee esimerkiksi lauseen “Kissat ovat pieniä, yleensä karvaisia nisäkkäitä”, sanat kuten nisäkäs ja karvainen aiheuttavat aivoissa tietynlaista aktiivisuutta. Näyttää siltä, että aivot prosessoivat informaatiota tehokkaasti. Aivot keskittyvät niihin kohtiin, joissa prosessointiin käytetty vaivannäkö tuottaa viestin ymmärtämisen kannalta eniten lisäarvoa, kertoo tutkimuksessa mukana ollut vanhempi tutkija Michiel Spapé.

Tutkimuksessa selvisi myös, että tekoälymenetelmien avulla yksittäisiä sanoja vastaavista aivomittauksista voidaan ennustaa, ovatko ihmisen lukemat sanat informaatioarvoltaan matalia vai korkeita.

– Voimme siis ennustaa ihmisen käsittelemän sisällön informaatioarvoa näkemättä itse sisältöä, pelkästään hyödyntämällä aivomittausta, kertoo tutkimuksesta vastaava akatemiatutkija Tuukka Ruotsalo Helsingin yliopistosta.

Tuloksia voidaan hyödyntää tulevaisuuden aivokäyttöliittymissä, jotka tarkkailevat aivotoimintaa, kun ihminen havaitsee ja käsittelee erilaista informaatiota.

– Tällaisia sovelluksia voitaisiin käyttää esimerkiksi terveydenhuollossa tai tulevaisuudessa jopa tavallisten kuluttajien mieltymysten, arvojen tai mielipiteiden mallintamisessa, Ruotsalo sanoo.

Ruotsalo muistuttaa, että tutkimus on vasta perustutkimusvaiheessa.

– Käytännön sovelluksiin liittyy eettisiä ja teknisiä haasteita, jotka pitää ratkaista ennen kuin konkreettisia sovelluksia voidaan tehdä.


Julkaisu:


Kangassalo, L., Spapé, M., Ravaja, N. and Ruotsalo, T. Information gain modulates brain activity evoked by reading. Scientific Reports 10, 7671 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-63828-5

Tutkimuksen videoabstrakti: Information gain modulates brain activity evoked by reading

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Akatemiatutkija Tuukka Ruotsalo
Tietojenkäsittelytieteen osasto, Helsingin yliopisto
tuukka.ruotsalo@helsinki.fi
+358 50 566 1400

Tietoja julkaisijasta

Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto
PL 3
00014 Helsingin yliopisto

02941 911 (vaihde)http://www.helsinki.fi/yliopisto

Helsingin yliopisto on yli 40 000 opiskelijan ja työntekijän kansainvälinen tiedeyhteisö, joka toimii neljällä kampuksella Helsingissä ja usealla muulla paikkakunnalla Suomessa. Kansainvälisissä yliopistovertailuissa se on ollut toistuvasti maailman sadan parhaan yliopiston joukossa. Helsingin yliopisto on perustettu vuonna 1640.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme