Ihr Gehirn baut abstrakte Konzepte mit 3 Arten von Bedeutung auf

Maschinelles Lernen und menschliche Gehirnscans haben die Gehirnregionen offengelegt, die dafür verantwortlich sind, wie wir abstrakte Konzepte bilden, wie Gerechtigkeit, Ethik und Bewusstsein, berichten Forscher.

„Der Mensch hat die einzigartige Fähigkeit, abstrakte Konzepte zu konstruieren, die keine Verankerung in der physischen Welt haben, aber wir halten diese Fähigkeit oft für selbstverständlich“, sagt der Hauptautor Marcel Just, Professor für Psychologie an der Carnegie Mellon University.

„In dieser Studie haben wir gezeigt, dass neu identifizierte Bedeutungskomponenten vom menschlichen Gehirn wie ein Indexsystem, ähnlich dem Zettelkatalog einer Bibliothek, verwendet werden, um die Bedeutung abstrakter Konzepte zusammenzustellen.“

Die Fähigkeit des Menschen, abstrakt zu denken, spielt eine zentrale Rolle für den wissenschaftlichen und intellektuellen Fortschritt. Im Gegensatz zu konkreten Konzepten wie „Hammer“ haben abstrakte Konzepte wie „Ethik“ keine offensichtliche Heimat in den Teilen des Gehirns, die sich mit der Wahrnehmung oder der Kontrolle unseres Körpers befassen.

„Der größte Teil unseres Verständnisses darüber, wie das Gehirn Objekte und Konzepte verarbeitet, basiert darauf, wie unsere fünf Sinne Informationen aufnehmen“, sagt Erstautor Robert Vargas, ein Doktorand in Justs Labor. „Es wird schwierig, die neuronale Umgebung abstrakter Gedanken zu beschreiben, weil viele der geistigen Werkzeuge des Gehirns, um sie zu verarbeiten, selbst abstrakt sind.“

In der neuen Studie scannten Just und sein Team die Gehirne von neun Teilnehmern mit einem funktionellen MRT. Das Team sichtete die Daten mithilfe von Werkzeugen des maschinellen Lernens, um Muster für jedes der 28 abstrakten Konzepte zu identifizieren. Sie wendeten den Algorithmus für maschinelles Lernen an, um jedes Konzept korrekt zu identifizieren (mit einer mittleren Ranggenauigkeit von 0,82, wobei der Zufallswert bei 0,50 liegt).

Just sagt, dass drei Bedeutungsdimensionen im Gehirn diese abstrakten Konzepte konstruieren. Die erste Dimension entspricht den Regionen, die mit Sprache assoziiert sind. Zum Beispiel könnte der Begriff „Ethik“ mit anderen Wörtern wie „Regeln“ und „Moral“ verbunden sein. Eine Person muss zunächst die Wörter verstehen, um die zusätzliche Bedeutung von Ethik zu konstruieren. Die zweite Dimension definiert abstrakte Konzepte in Bezug auf sich selbst oder auf eine externe Quelle. Zum Beispiel bezieht sich „Spiritualität“ auf das „Selbst“, während „Kausalität“ außerhalb des Selbst liegt. Die letzte Dimension ist in sozialen Konstruktionen verwurzelt. Die Konzepte „Stolz“ und „Klatsch“ haben eine inhärente soziale Komponente.

„Für mich ist das aufregendste Ergebnis dieser Studie, dass wir in der Lage waren, die neuronalen Aktivierungsmuster für einzelne abstrakte Konzepte bei verschiedenen Personen vorherzusagen“, sagt Vargas. „Es ist verrückt zu denken, dass mein Konzept von Wahrscheinlichkeit und Spiritualität dem einer anderen Person neural ähnlich ist, auch wenn deren Erfahrung mit Spiritualität anders ist.“

Während des Scans präsentierten die Forscher jedes Konzept visuell und die Teilnehmer durften drei Sekunden lang über diese Idee nachdenken. Die Teilnehmer sahen den Satz von Wörtern sechsmal.

Die 28 in der Studie untersuchten Begriffe umfassen sieben Kategorien:

1. Mathematik (Subtraktion, Gleichheit, Wahrscheinlichkeit und Multiplikation);
2. Naturwissenschaft (Schwerkraft, Kraft, Wärme und Beschleunigung);
3. Soziales (Klatsch, Einschüchterung, Vergebung und Kompliment);
4. emotional (Glück, Traurigkeit, Wut und Stolz);
5. juristisch (Vertrag, Ethik, Verbrechen und Entlastung);
6. metaphysisch (Kausalität, Bewusstsein, Wahrheit und Notwendigkeit);
7. religiös (Gottheit, Spiritualität, Sakrileg und Glaube).

Die Forscher stützten ihre Arbeit auf neun Gehirnscans von Erwachsenen aus einer kulturell homogenen Gemeinschaft auf dem Carnegie Mellon Campus.

„Es ist schrill, diese Arbeit Gedankenlesen zu nennen“, sagt Just. „Für mich ist es ein Beweis dafür, dass wir einige der Elemente des Indexierungssystems des Gehirns identifiziert haben – verbale Repräsentation, Externalität/Internalität und die soziale Dimension -, die unser Gehirn verwendet, um Konzepte zu kodieren, die keine physische Manifestation in der Welt haben.“

Die Arbeit erscheint in Cerebral Cortex.