大腦推理未必依賴語言 MIT研究揭思考機制全新證據

記者許若茵／編譯

美國麻省理工學院（MIT）最新研究發現，人類進行邏輯推理時，並不依賴負責語言處理的大腦區域。即使因中風導致嚴重失語，無法順利理解或表達語言，仍能完成複雜的邏輯推理、找出隱藏規律，甚至做出正確判斷。

這項研究由MIT麥高文腦科學研究所（McGovern Institute for Brain Research）團隊完成，並發表於《PNAS》。研究主持人為MIT腦與認知科學副教授Evelina Fedorenko。

數千年來，哲學家、語言學家與認知科學家一直爭論，語言究竟是思考本身，還是僅僅用來表達思考的工具。由於語言與邏輯都能拆解成較小單位，再組合成更複雜結構，因此不少學者認為抽象思考建立於語言能力之上。

不過，研究團隊認為，人們雖然需要透過語言理解題目或表達答案，但真正完成推理的過程，可能是由其他大腦系統負責。研究第一作者Hope Kean指出，邏輯推理要求極高精確度，而語言本身往往存在模糊性。此外，語言是依照字詞線性排列，但推理過程未必遵循相同模式，因此兩者未必由同一套神經系統支援。

為了驗證這項假設，研究團隊與英國倫敦大學學院研究失語症的團隊合作，招募兩名因中風導致語言處理區域受損的患者。兩名受試者都存在嚴重失語問題，不僅理解困難，也幾乎無法正常說話，為研究提供難得機會，觀察在語言能力大幅受損下，邏輯推理是否仍能保留。

研究人員設計不需要依賴文字或口語理解的推理測驗。其中一項測驗要求受試者觀察兩組數字，找出其中隱藏規律，例如將數字順序反轉，或刪除高於特定數值的數字，再將相同規則套用至新的數列。

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另一項測驗則改以幾何圖形組成矩陣，要求受試者推論缺失圖案，完成整體圖形排列。結果顯示，即使題目難度提高，兩名失語患者的表現仍與一般受試者相當。他們雖無法用完整語言回答，卻能透過手勢或繪圖說明自己發現的規律，證明其邏輯理解能力並未受到影響。Kean表示，這項結果顛覆了「沒有語言能力就無法形成抽象規則」的理論。

除了患者測試外，研究團隊也利用功能性磁振造影（fMRI），觀察健康成年人進行推理時的大腦活動。受試者在MRI掃描期間完成多項推理任務，包括找出隱藏規則，以及判斷「如果……那麼……」等演繹推理題目，例如「如果球是紅色，它就很大；球是紅色，因此球是否很大？」研究同時比較歸納推理與演繹推理兩種不同形式，並調整題目難度，觀察哪些腦區活動增加。結果發現，不論是歸納推理或演繹推理，都沒有啟動負責語言處理的大腦區域。

研究顯示，被稱為「多重需求網路（multiple demand network）」的大腦系統，在歸納推理時會被活化，但演繹推理並未出現相同現象，相關差異仍待後續研究釐清。整體而言，患者實驗與腦部影像結果都支持一項結論：大腦中的語言系統與邏輯推理系統彼此獨立。Fedorenko表示，這項研究再次證明，即使是嚴重失語患者，仍可能保有抽象邏輯思考能力，而這也是人類最重要的能力之一。

研究團隊也提醒，失語症患者、口吃者或非母語使用者因語言表達受限，並不代表智力或思考能力較差。許多失語患者仍能管理財務、下西洋棋、解數獨或做出複雜決策，只是無法順利透過語言表達。研究人員指出，這項成果除了有助於重新理解人類思考機制，也可能為人工智慧研究帶來新啟發。

目前大型語言模型如ChatGPT、Claude都是透過文字學習與生成內容，但人腦顯示語言與抽象推理可能由不同系統負責，未來比較AI與人類大腦如何完成推理，或有助於設計更接近人類思考模式的人工智慧系統。

資料來源：scitechdaily