逻辑-数学符号系统加工的神经关联性似于空间认知而非自然语言处理
神经元与认知
2024-06-21 v1 人工智能
计算与语言
摘要
操纵逻辑-数学符号(LMS)的能力涵盖计算、推理和编程等任务，是人类独一无二的认知技能。鉴于这种能力在人类演化历史中相对较晚出现，有人建议 LMS 加工可能依托于更基本的认知系统，可能通过神经循环再生产。先前的研究确定了两个主要候选者：自然语言处理和空间认知。现有的这些领域之间的比较主要依赖于任务层面的比较，这可能受到任务特殊性的干扰。本研究相反，比较了在领域层面上的神经关联，包括基于自动元分析和基于三个代表性 LMS 任务(推理、计算和心理编程)的综合图谱。我们的结果显示，LMS 加工与空间认知之间的皮层重叠更为显著，与自然语言处理相对比。在两种被激活的区域中，LMS 加工的多变量激活模式在空间认知上表现出更大的多变量相似性，而不是自然语言处理。层次聚类分析进一步表明，典型的 LMS 任务在神经层面上与空间认知任务不可区分，暗示这两种认知过程本质上存在联系。综合来看，我们的发现支持空间认知可能是 LMS 加工的基础这一假设，这可能为大语言模型在逻辑推理方面的局限性提供了启示，尤其是那些仅在文本数据上训练且未明确强调空间内容的模型。
引用
@article{arxiv.2406.14358,
title = {The neural correlates of logical-mathematical symbol systems processing resemble that of spatial cognition more than natural language processing},
author = {Yuannan Li and Shan Xu and Jia Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2406.14358},
year = {2024}
}