نموذج رياضي يوضح كيف يتذكر الناس القصص باستخدام هيكل "الشجرة العشوائية"

يستطيع الإنسان تذكر أنواع مختلفة من المعلومات، بما في ذلك الحقائق والتواريخ والأحداث، وحتى الروايات المعقدة. ويُعد فهم كيفية تخزين القصص ذات المغزى في الذاكرة البشرية محورًا رئيسيًا للعديد من الأبحاث في علم النفس المعرفي.

حاول علماء من معهد الدراسات المتقدمة بجامعة إيموري ومعهد وايزمان للعلوم مؤخرًا نمذجة كيفية تمثيل الناس للسرديات ذات المغزى وتخزينها في الذاكرة باستخدام كائنات رياضية تُعرف باسم "الأشجار العشوائية". تُقدم ورقتهم البحثية، المنشورة في مجلة "فيزيكال ريفيو ليترز "، إطارًا مفاهيميًا جديدًا لدراسة عمليات الذاكرة البشرية، مستعينةً بالرياضيات وعلوم الحاسوب والفيزياء.

قالت ميشا تسوديكس، المؤلفة الرئيسية للدراسة: "هدفت دراستنا إلى تلبية حاجة ملحة: وضع نظرية رياضية للذاكرة البشرية للمواد ذات المعنى كالسرديات". وأضافت: "هناك إجماع في هذا المجال على أن السرديات معقدة للغاية بحيث لا يمكن بناء مثل هذه النظرية، لكنني أعتقد أننا أثبتنا عكس ذلك: فرغم تعقيدها، هناك انتظامات إحصائية في كيفية تذكر الناس للقصص، يمكن التنبؤ بها من خلال بعض المبادئ الأساسية البسيطة".

لنمذجة تمثيل الذكريات ذات المعنى بفعالية باستخدام الأشجار العشوائية، أجرى تسوديكس وزملاؤه تجارب استرجاع القصص على عدد كبير من المشاركين باستخدام منصتي أمازون وبروليفيك الإلكترونيتين. استخدمت الدراسة سرديات من عمل لابوف. في المجمل، طُلب من 100 شخص استرجاع 11 قصة متفاوتة الطول (تتراوح بين 20 و200 جملة)، وبعد ذلك حلل العلماء نصوص الذاكرة لاختبار نظريتهم.

أوضح تسوديكس: "اخترنا مجموعة من السجلات الشفوية التي سجلها اللغوي الشهير دبليو. لابوف في ستينيات القرن الماضي". "سرعان ما أدركنا أن تحليل هذا الكم الهائل من البيانات يتطلب استخدام أدوات الذكاء الاصطناعي الحديثة، على شكل نماذج لغوية كبيرة (LLMs) طُوّرت حديثًا.

وجدنا أن الناس لا يتذكرون أحداثًا فردية من القصص فحسب، بل غالبًا ما يلخصون أجزاءً كبيرةً نسبيًا من السرد (مثل الحلقات) في جملة واحدة. هذا دفعنا إلى الاعتقاد بأن السرد يُخزَّن في الذاكرة كشجرة، حيث تُمثِّل العقد الأقرب إلى الجذر ملخصاتٍ مجردةً لحلقاتٍ أكبر.

افترض تسوديكس وزملاؤه أن الشجرة التي تُمثل قصةً ما تتشكل في اللحظة التي يسمع فيها الشخص قصةً أو يقرأها ويفهمها. وبما أن الأبحاث السابقة تُظهر أن مختلف الأشخاص يدركون القصص نفسها بطرق مختلفة، فإن الأشجار التي تتشكل ستكون ذات هياكل فريدة.

قال تسوديكس: "صُممنا النموذج كمجموعة من الأشجار العشوائية ذات بنية محددة. يكمن جمال هذا النموذج في إمكانية وصفه رياضيًا، واختبار تنبؤاته مباشرةً باستخدام البيانات، وهذا ما فعلناه. يتمثل الابتكار الرئيسي في نموذجنا الشجري العشوائي للذاكرة والاسترجاع في افتراض أن جميع المواد ذات المعنى تُمثَّل عمومًا في الذاكرة بنفس الطريقة".

"قد يكون لأبحاثنا آثار أوسع نطاقاً على فهم العمليات المعرفية البشرية، لأن السرد يبدو وكأنه طريقة عالمية نفكر بها حول مجموعة واسعة من الظواهر في حياتنا الفردية، وكذلك في العمليات الاجتماعية والتاريخية."

يُسلِّط العمل الأخير للفريق الضوء على إمكانات المناهج الرياضية والذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تخزين الناس للمعلومات المهمة وتمثيلها في ذاكرتهم. في دراسات مستقبلية، يخطط تسوديكس وزملاؤه لتقييم مدى إمكانية تطبيق نظريتهم ونهجهم في النمذجة الشجرية العشوائية على أنواع أخرى من السرد، مثل القصص الخيالية.

وأضاف تسوديكس: "إن التوجه الأكثر طموحًا للأبحاث المستقبلية هو البحث عن أدلة أكثر وضوحًا على نموذج الشجرة. وهذا يتطلب تطوير بروتوكولات تجريبية تتجاوز مجرد التشغيل. ومن التوجهات الأخرى المثيرة للاهتمام استخدام تقنيات تصوير الدماغ لدى الأشخاص الذين ينخرطون في فهم السرد وتشغيله".