腦部掃描發現:程式設計師編程大腦活動區域與語音相同

2020-12-02 生物學謝博士

程式設計師在編寫軟體時會想到什麼?開姆尼茨工業大學軟體工程系主任珍妮特·西格蒙德教授、薩爾大學軟體工程系主任Sven Apel教授驚奇地發現:編程就像說話,程式設計師編程時最活躍的大腦區域是與自然語言處理相關的區域。

開姆尼茨工業大學位於德國薩克森州的西部城市開姆尼茨,在德國63所最被人喜愛的大學中的第2名。同時還引以為豪的是,她的計算技術屬於德國最先進的,她的顯微電子中心在工業和科研領域都擁有很高的地位;薩爾大學世界排名第461,該校在計算機科學、計算機語言、材料科學及醫學教育及研究領域尤為著名。

為了找到答案,研究人員使用了來自神經科學的成像技術,並研究了在閱讀和理解電腦程式時激活了哪些大腦區域。這些發現可能對程式語言的設計,編程教育或回答基本問題(例如,由什麼組成複雜或簡單的程序代碼)產生深遠的影響。

研究者表示:其的目標是開發一種全新的方法,以更好地理解編程所涉及的認知過程,研究發現:程式設計師在寫幾行代碼時語言區域的大腦活動便可以檢測到。

在研究中,研究小組使用了在神經科學中證明了自己的減法:在這種方法中,受試者首先要在磁共振斷層掃描儀中完成一項任務,為此,他們必須了解該程序的提取方案。短暫的休息後,要求他們檢查代碼段中是否存在簡單的語法錯誤,這是程式設計師的日常工作,將該過程重複幾次。隨後,從理解測試的圖像中減去了日常任務處理過程中的大腦活動圖像,剩下的大腦區域對於程序理解過程特別重要。

為了了解在此過程中大腦中發生了什麼,研究小組使用了功能磁共振斷層掃描儀。圖像數據清楚地顯示了受測者左腦區域的激活,這主要與語音理解有關。令研究人員驚訝的是,我們無法觀察到任何在數學或邏輯思維方向上的活動。他們的的研究表明,語音理解在編程中起著核心作用。

此後,研究設計已被世界各地的研究小組採用,並擴展到其他方面。研究小組認為,通過發現與閱讀理解和邏輯推理不同的新認知過程,研究結果也可以反饋到神經科學領域。

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