总忍不住想接话？原来是你的大脑在疯狂“脑补”下个词

聊天、读书或听讲时，你有意识到自己正在疯狂 " 脑补 " 吗？

其实，你的大脑就像一个自动补全机一样，每时每刻都在猜别人要说什么。

不仅如此，大脑还会不断地将我们从外界获取的信息（图像、声音和文本等）与脑内的预测进行比较。

基于这一理论，研究人员搞出了不少 NLP 模型，包括语音识别、自动补全等，但他们却发现，人的 " 脑补 " 能力还是比这些 AI 更优秀。

所以，究竟是不是人的大脑和 AI" 脑补 " 的方法不一样？

现在，一群来自马普所和奈梅亨大学（Radboud University）的科学家，决定直接测一测人们 " 脑补 " 时发出的脑电波。

对这些脑电波特征进行分析后，他们发现了背后更详细的原因。

收集大脑听书时的 " 反应 "

此前，科学家们已经发现，大脑会对外界事物进行预测，来引导自己处理信息。

但大脑究竟是基于哪些条件（词类 / 音素 / 语义等）做出的预测，不同条件之间是否会相互影响，一直没有明确定论。

例如，单词和语义究竟是怎么影响大脑预测的，预测单词会不会对语义造成影响，都还不清楚。

因此，科学家们想出了一个方法：让志愿者们听有声书，观察他们的大脑反应，并采用GPT-2来对预测内容进行一个定量分析，将预测结果进行对比。

他们先找来 19 名志愿者，测量并记录他们 1 小时的脑电波（EEG）；随后，又收集了 3 名志愿者 9 小时的脑磁图（MEG），来定位大脑中具体位置的神经活动。

其中，脑电波小组听的是一小时《老人与海》，每次时长 180 秒，一共播放 20 次；脑磁图小组听的是 9 个小时《福尔摩斯探案集》，每次 1 小时，并被要求在两次间隔之间回答具体问题。

随后，从不同维度对这些数据进行分析，并得出了几点结论。

优先考虑 " 更高级 " 的预测条件

研究人员先是验证发现，大脑的预测是持续不断地产生的。

在这个过程中，科学家们也发现了 AI 预测和人脑的相似性。

例如，如果预测结果不符合实际情况（猜错了），大脑就会感到 " 惊奇 "，变得空前活跃。

随后，他们将有声书的内容分成几个层次，包括词性（动词 / 名词 / 形容词）、音素（音标）和语义（用 GPT-2 做预测）这几个 " 级别 "。

然后，通过 MRI 还原了大脑在进行不同层次预测时的 " 可视化图 "。

结果显示，大脑在用词性、语义和音素进行预测时，不同层次之间会相互进行影响。

也就是说，更 " 高级 " 的预测条件会影响优先级较低的预测条件，如语义（上下文）就会对音素预测产生影响。

例如在 "They say his father was a _____." 这句话中，如果仅仅凭借音素预测下一个音节，和通过上下文进行预测的结果是不一样的。

如果只用音素和频率进行预测，大概率会认为单词音标会以 /f / 开头，但结合上下文的话，就更容易做出 "fisherman"，也就是 /fi/ 开头的单词预测。

这样看来，或许也能通过将几个层次的预测条件结合起来，增加语音识别或自动补全等 AI 的准确性。

作者介绍

一作 Micha Heilbron，目前是内梅亨大学和马普所研究院，研究方向是认知和计算神经科学，对于生成模型对语言处理中的作用感兴趣。

Kristijan Armeni，目前在约翰霍普金斯大学读博后，博士毕业于内梅亨大学，研究方向是自然语言处理和认知神经科学。

同样参与研究的几名作者 Jan-Mathijs Schoffelen、Peter Hagoort、Floris P. de Lange 也分别来自内梅亨大学和马普所。

对于这项研究，有网友提出了自己的观点，即大脑本身就是一种机制，会基于一种反馈回路做出决策和行动。

但也有网友从自己感受来看，大脑这个 " 预测机器 " 似乎经常出错。

对此有网友提出了自己的观点：

毕竟大脑是个生存机器，而不是 " 真相检测仪 "。如果说谎能促进健康，那么你的大脑便会选择说谎。