Aivot etsivät tekstistä tärkeintä tietoa mahdollisimman vähällä vaivalla
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
Katsoaksesi videon lähteestä www.youtube.com, anna hyväksyntä sivun yläosasta.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
PL 3
00014 Helsingin yliopisto
02941 22622 (mediapalvelu) 02941 911 (vaihde) (vaihde)https://www.helsinki.fi/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 tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.
Lue lisää julkaisijalta Helsingin yliopisto
Helsingin yliopisto oli hakijoiden ykköstoive yhteishaussa28.3.2024 11:38:03 EET | Tiedote
Hakijoita kandi- ja maisteriohjelmiin oli yli 31 000. Ensisijaisten hakijoiden määrän perusteella Helsingin yliopisto oli Suomen suosituin yliopisto. Tutut alat – oikeustiede, lääketiede ja psykologia – olivat jälleen Helsingin yliopiston suosituimpia hakukohteita.
Modernin ajan suurinta aurinkomyrskyä jäljitettiin Lapin puiden vuosirenkaista28.3.2024 09:34:22 EET | Tiedote
Helsingin yliopiston johtama tutkimusryhmä pystyi mittaamaan vuoden 1859 Carringtonin aurinkomyrskyn jälkeisen piikin Lapin puiden radiohiilipitoisuuksista. Jäljitys auttaa varautumaan vaarallisiin aurinkomyrskyihin.
KUTSU MEDIALLE 10.4; Mistä europarlamenttivaaleissa puhutaan, tutkijoiden ajankohtaisimmat asiat esillä27.3.2024 14:05:26 EET | Kutsu
Kesäkuun Euroopan parlamentin vaalit käydään entistä kireämmässä maailmanpoliittisessa tilanteessa. Mikä merkitys EU-vaaleilla on Euroopan ja Suomen suunnalle? Millaisessa poliittisessa tilanteessa EU-vaaleihin lähdetään? Entä millaisia valtakamppailuja Euroopan parlamentin sisällä käydään?
Tutkijat selvittivät, miten musiikki katoaa aivoista27.3.2024 12:00:00 EET | Tiedote
Sävelkuurolta ihmiseltä puuttuu kyky tunnistaa melodioita. Tuore tutkimus onnistui paikantamaan sävelkuurouden eli amusian todennäköisen alkuperän aivoissa. Ilmiön jäljille päästiin tutkimalla tapauksia, joissa aivoinfarkti oli aiheuttanut amusian.
Plastiikkakirurgian professori Virve Koljoselle J. V. Snellman -palkinto26.3.2024 18:00:00 EET | Tiedote
Helsingin yliopisto on myöntänyt J. V. Snellmanin nimeä kantavan tiedonjulkistamispalkinnon vuonna 2024 professori Virve Koljoselle. Koljonen viestii erikoisalastaan plastiikkakirurgiasta aktiivisesti ja yleistajuisesti sosiaalisessa mediassa ja on tavoittanut laajasti niin ammattilaisia kuin suurta yleisöä.
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