程序理解并非主要依赖人脑的语言中枢
软件工程
2023-04-26 v1 人机交互
编程语言
摘要
我们的目标是识别参与计算机程序理解的大脑区域。我们使用功能性磁共振成像（fMRI）来研究两个可能支持该过程的大脑区域候选系统——多重需求（MD）系统（已知对一系列高认知负荷任务有响应）和语言系统（LS，已知主要对语言刺激有响应）。我们设计了实验条件以隔离代码理解这一行为，并采用最先进的方法定位感兴趣的大脑系统。我们在 Python（24 名参与者）和 Scratch Jr.（19 名参与者）中实施这些实验——后者提供编程的可视化界面，从而消除代码中文本的影响。从这一稳健的实验设置中，我们发现语言系统并非持续参与代码理解，而 MD 系统则是。此外，我们发现除 MD 系统外无其他大脑区域对代码有响应。我们还发现变量名、程序中使用的控制流以及所执行操作的类型均不影响大脑响应。我们讨论了我们的发现对软件工程和计算机科学教育界的影响。
引用
@article{arxiv.2304.12373,
title = {Program Comprehension Does Not Primarily Rely On the Language Centers of the Human Brain},
author = {Shashank Srikant and Anna A. Ivanova and Yotaro Sueoka and Hope H. Kean and Riva Dhamala and Evelina Fedorenko and Marina U. Bers and Una-May O'Reilly},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.12373},
year = {2023}
}
备注
The results presented in this manuscript were originally published in eLife, 2020