Как мозг учится программировать: научные открытия

Программирование лежит в основе современного мира и искусственного интеллекта, но механизмы его освоения человеческим мозгом остаются загадкой. Исследователи из Университета Джонса Хопкинса проанализировали активность мозга студентов до и после прохождения курса программирования, чтобы пролить свет на этот процесс.

Удивительно, но еще до начала обучения, когда студенты читали описания программ на обычном английском языке, у них активировались те же нейронные группы, что и при чтении программного кода после курса. Это указывает на то, что мозг, возможно, уже обладает нейронными основами для программирования к моменту поступления в университет.

«Многие современные навыки, такие как программирование, вождение или математика, не были эволюционно заложены в наш мозг», — отмечает старший автор исследования Марина Бедный, когнитивный нейробиолог. «Программа обучения фактически перепрофилирует области мозга, отвечающие за логику, для работы с кодом. Наше исследование показывает, что к студенческому возрасту мозг уже имеет необходимый нейронный фундамент».

Поскольку инструменты ИИ делают программирование более доступным, Бедный и ведущий автор Юнь-Фей Лю, постдок, стремились понять, как мозг новичков адаптируется к обучению этому навыку. Для этого использовалась функциональная магнитно-резонансная томография (фМРТ) для отслеживания активности мозга студентов до и после семестрового курса по Python.

Результаты, опубликованные в Journal of Neuroscience, показали, что после курса группы нейронов в лобно-теменных областях, отвечающих за логику, интерпретировали смысл программ при чтении кода. Однако, еще до начала обучения, те же нейроны активировались при чтении описаний алгоритмов программ на английском языке.

«Обучение программированию задействует ту же нейронную инфраструктуру, что и решение логических задач. Эти способности есть у всех», — подчеркнул Лю. «Наши выводы свидетельствуют о том, что все люди обладают предпосылками для изучения программирования, поскольку оно в основном опирается на логику. Развитие этих логических навыков через игры, головоломки и повседневные дискуссии может подготовить детей к будущим успехам в программировании».

«Человек, не знакомый с кодом, может посмотреть на Python и почувствовать, что никогда не сможет его понять, но наше исследование предполагает, что все мы способны писать код», — заключает Бедный. «Возможно, мы рождаемся с этой способностью».