在日常生活中,我们每天都会接触无数信息,但哪些内容能真正留在我们的记忆中?MIT认知科学家最新研究给出了令人惊讶的答案:句子的语义独特性,而非其视觉特征或其他特质,才是决定记忆准确性的关键因素。
研究发现:语义独特性决定记忆效果
"你仍然需要证明自己。" "每朵乌云都有蓝色的衬里!"
你认为哪句话几分钟之后更容易被记住?如果你选择了第二句,那很可能是正确的。
根据MIT认知科学家的新研究,能在记忆中停留更久的句子是那些具有独特含义、使其与先前见过的句子有所区别的句子。他们发现,在记忆句子时,意义而非其他任何特征是最重要的属性。
"人们可能会认为,当我们记忆句子时,可能完全取决于句子的视觉特征,但我们发现情况并非如此。这项论文的重要贡献之一是确定了是与意义相关的空间使句子具有记忆性,"现为哈佛大学Kempner研究所研究员的Greta Tuckute博士(2025届)表示。
独特语义的大脑存储机制
这些发现支持了这样一种假设:具有独特含义的句子——如"橄榄油适合晒吗?"——存储在大脑中不被含义几乎相同的句子 cluttered 的空间里。研究人员认为,含义相似的句子最终密集地堆积在一起,因此日后更难以自信地识别。
"当你编码含义相似的句子时,该空间中存在特征重叠。因此,你编码的特定句子不是链接到一组独特的特征,而是链接到可能与其它句子重叠的大量特征,"MIT脑与认知科学系副教授、McGovern脑研究所成员、该研究高级作者Evelina Fedorenko表示。
Tuckute和MIT研究生Thomas Clark是该论文的 lead authors,该论文发表在《记忆与语言杂志》上。MIT研究生Bryan Medina也是作者之一。
从图像到句子:记忆研究的拓展
关于某些事物为何比其他事物更令人难忘,这是认知科学和神经科学中一个长期存在的问题。在2011年的一项研究中,现为MIT高级研究科学家和MIT-IBM Watson AI实验室主任的Aude Oliva表明,并非所有项目都是平等的:某些类型的图像比其他图像更容易记忆,人们在记忆最佳图像方面表现出惊人的一致性。
在那项研究中,Oliva和她的同事发现,一般来说,包含人物的图像是最容易被记住的,其次是人体尺度的空间和物体的特写。最不容易被记住的是自然景观。
作为对该研究的跟进,Fedorenko和Oliva,以及BCS的另一位教员Ted Gibson合作,确定单词的记忆性是否也存在差异。在今年早些时候发表的一项研究中,由Tuckute和前BCS博士生Kyle Mahowald共同领导的研究人员发现,最容易被记住的单词是那些具有最独特含义的单词。
如果一个单词具有单一含义,几乎没有或没有同义词,则被归类为更具独特性——例如,研究发现"菠萝"或"雪崩"等单词非常容易被记住。另一方面,可以有多个含义的单词,如"light",或有许多同义词的单词,如"happy",人们更难准确识别。
句子记忆性的实验研究
在新研究中,研究人员将研究范围扩大到分析句子的记忆性。就像单词一样,有些句子具有非常独特的含义,而其他句子则以略微不同的方式传达相似的信息。
为了进行这项研究,研究人员收集了2500个句子,这些句子来自公开可用的数据库,包括小说、新闻文章、电影对话和其他来源的文本。他们选择的每个句子恰好包含六个单词。
研究人员然后向每位研究参与者随机展示这些句子中的约1000个,其中包括一些句子的重复。研究中的500名参与者被要求在看到他们之前见过的句子时按下一个按钮。
最容易被记住的句子——参与者准确快速地表示他们之前见过这些句子——包括"Homer Simpson is hungry, very hungry"(荷马·辛普森非常饥饿)和"These mosquitoes are — well, guinea pigs"(这些蚊子——嗯,是豚鼠)等。
这些令人难忘的句子与通过名为Sentence BERT的大型语言模型的高维向量空间确定为具有独特含义的句子显著重叠。该模型能够生成句子级别的句子表示,可用于判断句子之间的意义相似性等任务。该模型为研究人员提供了每个句子的独特性分数,基于其与其他句子的语义相似性。
研究人员还使用了一个基于句子中单个单词的平均记忆性来预测记忆性的模型。该模型在预测整体句子记忆性方面表现相当不错,但不如Sentence BERT。研究人员表示,这表明句子的整体意义——超越单个单词的贡献——将决定它有多容易被记住。
噪声表征假说:记忆机制的新解释
虽然认知科学家长期以来一直假设大脑的记忆库容量有限,但新研究的发现支持了一种替代假设,这种假设有助于解释大脑如何在继续形成新记忆而不丢失旧记忆。
这种被称为噪声表征假说的替代理论认为,当大脑编码新记忆时,无论是图像、单词还是句子,它都是以一种噪声方式表示的——也就是说,这种表示与刺激不完全相同,并且会丢失一些信息。例如,对于图像,您可能不会编码对象显示的确切视角,对于句子,您可能不记得使用的确切结构。
根据这一理论,新句子将被编码在与携带相似含义的句子相似的记忆空间部分,无论这些句子是最近遇到的还是一生语言经验中的某个时刻遇到的。这种相似含义的混合增加了噪声量,使得日后更难记住您之前看到的准确句子。
"表征将逐渐积累一些噪声。因此,当您第二次看到图像或句子时,您判断之前是否见过它的准确性将受到影响,在大多数情况下,它将低于100%,"Clark说。
然而,如果句子具有在不太拥挤空间中编码的独特含义,它将更容易在日后挑选出来。
"您的记忆可能仍然有噪声,但您基于表征做出判断的能力受到该噪声的影响较小,因为表征从一开始就非常独特,"Clark说。
未来研究方向
研究人员现在计划研究句子的其他特征,如更生动和描述性的语言,是否也可能使它们更令人难忘,以及语言系统如何在记忆的编码和检索过程中与海马体记忆结构相互作用。 这项研究部分由国立卫生研究院、McGovern研究所、脑与认知科学系、社会大脑Simons中心和MIT智能探索计划资助。
实际应用与启示
这一发现不仅深化了我们对记忆机制的理解,也为教育、内容创作和沟通策略提供了实用启示:
教育领域:教师可以利用独特语义的句子设计教学材料,帮助学生更好地记住关键概念。
内容创作:作家和营销人员可以创造具有独特含义的句子,使信息更易于被受众记住。
语言学习:学习新语言时,关注具有独特含义的表达可能有助于更有效地记忆。
沟通策略:在演讲或写作中,使用语义独特的句子可以使关键信息更持久地留在听众或读者的记忆中。
研究方法的创新
这项研究采用的方法也具有创新性:结合了行为实验和计算模型,利用大型语言模型评估句子的语义独特性,并与人类记忆表现进行对比。这种跨学科的方法为认知科学研究提供了新的范式。
研究人员特别指出,Sentence BERT模型在预测句子记忆性方面的表现优于仅基于单个单词记忆性的模型,这强调了整体语义理解在记忆形成中的关键作用。
记忆与语言的复杂互动
这项研究揭示了记忆与语言之间复杂的互动关系。语言不仅仅是交流的工具,也是记忆形成和检索的基础。句子的独特性如何影响其在大脑中的编码和存储,这一发现为我们理解人类认知的基本机制提供了重要线索。
Fedorenko实验室的研究重点一直是理解人类语言处理的大脑机制,这项研究将语言处理与记忆机制联系起来,为理解人类认知的整体图景做出了贡献。
结论
MIT认知科学家的这一研究揭示了句子记忆性的关键因素——语义独特性。具有独特含义的句子在大脑中占据不拥挤的记忆空间,使其更容易被准确识别和回忆。这一发现不仅挑战了传统的记忆容量有限理论,支持了噪声表征假说,也为理解人类记忆机制提供了新视角。
随着研究的深入,我们可能会更好地理解记忆与语言之间的复杂关系,以及如何利用这些知识来改善学习、沟通和记忆相关的临床干预。这不仅是对基础科学的贡献,也可能对教育、人工智能和认知增强等领域产生深远影响。