Je hersenen bouwen abstracte concepten met 3 soorten betekenis

Machine leren en menselijke hersenscans hebben de gebieden van de hersenen onthuld achter hoe we abstracte concepten vormen, zoals rechtvaardigheid, ethiek, en bewustzijn, melden onderzoekers.

“Mensen hebben het unieke vermogen om abstracte concepten te construeren die geen anker hebben in de fysieke wereld, maar we beschouwen dit vermogen vaak als vanzelfsprekend,” zegt senior auteur Marcel Just, hoogleraar psychologie aan de Carnegie Mellon University.

“In deze studie hebben we aangetoond dat nieuw geïdentificeerde betekeniscomponenten door het menselijk brein worden gebruikt als een indexeringssysteem, vergelijkbaar met de kaartcatalogus van een bibliotheek, om de betekenis van abstracte concepten samen te stellen.”

Het vermogen van mensen om abstract te denken speelt een centrale rol in wetenschappelijke en intellectuele vooruitgang. In tegenstelling tot concrete concepten, zoals ‘hamer’, hebben abstracte concepten, zoals ‘ethiek’, geen duidelijk thuis in de delen van de hersenen die zich bezighouden met waarneming of controle van ons lichaam.

“Het grootste deel van ons begrip van hoe de hersenen objecten en concepten verwerken, is gebaseerd op hoe onze vijf zintuigen informatie opnemen,” zegt eerste auteur Robert Vargas, een afgestudeerde student in Just’s lab. “Het wordt moeilijk om de neurale omgeving van abstracte gedachten te beschrijven, omdat veel van de mentale hulpmiddelen van de hersenen om ze te verwerken zelf abstract zijn.”

In de nieuwe studie scanden Just en zijn team de hersenen van negen deelnemers met behulp van een functionele MRI. Het team doorzocht de gegevens met behulp van hulpmiddelen voor machinaal leren om patronen te identificeren voor elk van de 28 abstracte concepten. Ze pasten het machine learning-algoritme toe om elk concept correct te identificeren (met een gemiddelde rangnauwkeurigheid van 0,82, waarbij het toevalsniveau 0,50 is).

Just zegt dat drie dimensies van betekenis in de hersenen deze abstracte concepten construeren. De eerste dimensie komt overeen met regio’s geassocieerd met taal. Bijvoorbeeld, het begrip “ethiek” kan worden gekoppeld aan andere woorden zoals “regels” en “moraal”. Een persoon moet eerst de woorden begrijpen om de bijkomende betekenis van ethiek te construeren. De tweede dimensie definieert abstracte begrippen in termen van verwijzing, hetzij naar zichzelf, hetzij naar een externe bron. Bijvoorbeeld, “spiritualiteit” verwijst naar “zelf”, terwijl “causaliteit” extern is aan het zelf. De laatste dimensie is geworteld in sociale constructies. Er is een inherente sociale component aan de begrippen ’trots’ en ‘roddel’.”

“Voor mij was het meest opwindende resultaat van deze studie dat we in staat waren om de neurale activeringspatronen voor individuele abstracte concepten bij verschillende mensen te voorspellen,” zegt Vargas. “Het is wild om te denken dat mijn concept van waarschijnlijkheid en spiritualiteit neuraal vergelijkbaar is met dat van de volgende persoon, zelfs als hun ervaring van spiritualiteit anders is.”

Tijdens de scan presenteerden onderzoekers elk concept visueel en mocht de deelnemer drie seconden over dit idee nadenken. De deelnemers zagen de reeks woorden zes keer.

De 28 concepten die in de studie aan bod kwamen, omvatten zeven categorieën:

1. wiskunde (aftrekken, gelijkheid, waarschijnlijkheid, en vermenigvuldiging);
2. wetenschappelijk (zwaartekracht, kracht, warmte, en versnelling);
3. sociaal (roddelen, intimidatie, vergeving, en compliment);
4. emotioneel (geluk, verdriet, woede, en trots);
5. juridisch (contract, ethiek, misdaad, en vrijspraak);
6. metafysisch (causaliteit, bewustzijn, waarheid, en noodzakelijkheid);
7. religieus (godheid, spiritualiteit, heiligschennis, en geloof).

De onderzoekers baseerden hun werk op negen hersenscans van volwassenen uit een cultureel homogene gemeenschap op de Carnegie Mellon-campus.

“Het is opzichtig om dit werk gedachtenlezen te noemen,” zegt Just. “Voor mij is het bewijs dat we enkele elementen van het indexeringssysteem van de hersenen hebben geïdentificeerd – verbale representatie, uiterlijkheid/internaliteit, en de sociale dimensie – die onze hersenen gebruiken om concepten te coderen die geen fysieke manifestatie in de wereld hebben.”

De paper verschijnt in Cerebral Cortex.