Para o cérebro, ler código de computador não é o mesmo que ler linguagem

Ler código ativa uma rede cerebral de propósito geral, mas não centros de processamento de linguagem.

O cérebro não lê código de computador como uma linguagemFoto por ThisisEngineering RAEng on Unsplash Em alguns aspectos, aprender a programar um computador é semelhante a aprender um novo idioma.

Requer o aprendizado de novos símbolos e termos, que devem ser organizados corretamente para instruir o computador sobre o que fazer. O código do computador também deve ser claro o suficiente para que outros programadores possam lê-lo e entendê-lo.



Apesar dessas semelhanças, os neurocientistas do MIT descobriram que a leitura de código de computador não ativa as regiões do cérebro que estão envolvidas no processamento da linguagem. Em vez disso, ele ativa uma rede distribuída chamada rede de demanda múltipla, que também é recrutada para tarefas cognitivas complexas, como resolver problemas matemáticos ou palavras cruzadas.



No entanto, embora a leitura de código de computador ative a rede de demanda múltipla, ela parece depender mais de diferentes partes da rede do que os problemas matemáticos ou lógicos, sugerindo que a codificação também não replica precisamente as demandas cognitivas da matemática.

'Entender o código de computador parece ser uma coisa única. Não é o mesmo que linguagem e não é o mesmo que matemática e lógica ', diz Anna Ivanova, uma estudante de pós-graduação do MIT e principal autora do estudo.



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Evelina Fedorenko, Professora Associada de Neurociências de Desenvolvimento de Carreira de Frederick A. e Carole J. Middleton e membro do Instituto McGovern para Pesquisa do Cérebro, é a autora sênior do artigo, que aparece hoje em eLife . Pesquisadores do Laboratório de Ciência da Computação e Inteligência Artificial do MIT e da Tufts University também estiveram envolvidos no estudo.

Linguagem e cognição

Um dos principais focos da pesquisa de Fedorenko é a relação entre a linguagem e outras funções cognitivas. Em particular, ela tem estudado a questão de saber se outras funções dependem da rede de linguagem do cérebro, que inclui a área de Broca e outras regiões do hemisfério esquerdo do cérebro. Em trabalhos anteriores, seu laboratório mostrou que a música e a matemática não parecem ativar essa rede de linguagem.

'Aqui, estávamos interessados ​​em explorar a relação entre linguagem e programação de computadores, em parte porque a programação de computadores é uma invenção tão nova que sabemos que não pode haver nenhum mecanismo conectado que nos torne bons programadores', disse Ivanova.



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Existem duas escolas de pensamento sobre como o cérebro aprende a codificar, diz ela. Uma afirma que, para ser bom em programação, você deve ser bom em matemática. O outro sugere que, devido aos paralelos entre codificação e linguagem, as habilidades de linguagem podem ser mais relevantes. Para esclarecer esta questão, os pesquisadores decidiram estudar se os padrões de atividade cerebral durante a leitura de um código de computador se sobreporiam à atividade cerebral relacionada à linguagem.

As duas linguagens de programação nas quais os pesquisadores se concentraram neste estudo são conhecidas por sua legibilidade - Python e ScratchJr, uma linguagem de programação visual projetada para crianças a partir de 5 anos. Os sujeitos do estudo eram todos jovens adultos proficientes no idioma em que estavam sendo testados. Enquanto os programadores estavam em um scanner de ressonância magnética funcional (fMRI), os pesquisadores mostraram a eles trechos de código e pediram que eles previssem que ação o código produziria.

Os pesquisadores viram pouca ou nenhuma resposta ao código nas regiões de linguagem do cérebro. Em vez disso, eles descobriram que a tarefa de codificação ativava principalmente a chamada rede de demanda múltipla. Essa rede, cuja atividade se espalha pelos lobos frontal e parietal do cérebro, é normalmente recrutada para tarefas que exigem manter muitas informações em mente ao mesmo tempo e é responsável por nossa capacidade de realizar uma ampla variedade de tarefas mentais.

'Ele faz praticamente qualquer coisa que seja cognitivamente desafiadora, que faz você pensar muito', diz Ivanova.

Estudos anteriores mostraram que os problemas matemáticos e lógicos parecem depender principalmente das múltiplas regiões de demanda no hemisfério esquerdo, enquanto as tarefas que envolvem navegação espacial ativam o hemisfério direito mais do que o esquerdo. A equipe do MIT descobriu que a leitura de código de computador parece ativar os lados esquerdo e direito da rede de demanda múltipla, e ScratchJr ativou o lado direito um pouco mais do que o esquerdo. Essa descoberta vai contra a hipótese de que a matemática e a codificação dependem dos mesmos mecanismos cerebrais.

Efeitos da experiência

Os pesquisadores dizem que, embora não tenham identificado nenhuma região que pareça ser exclusivamente dedicada à programação, essa atividade cerebral especializada pode se desenvolver em pessoas com muito mais experiência em codificação.

'É possível que, se você pegar pessoas que são programadores profissionais, que passaram 30 ou 40 anos codificando em uma linguagem específica, você comece a ver alguma especialização ou cristalização de partes do sistema de demanda múltipla', diz Fedorenko. 'Em pessoas que estão familiarizadas com a codificação e podem fazer essas tarefas com eficiência, mas têm uma experiência relativamente limitada, simplesmente não parece que você vê qualquer especialização ainda.'

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Em um artigo complementar publicado na mesma edição de eLife , uma equipe de pesquisadores da Universidade Johns Hopkins também relatou que a solução de problemas de código ativa a rede de demanda múltipla em vez das regiões de linguagem.

Os resultados sugerem que não há uma resposta definitiva para saber se a codificação deve ser ensinada como uma habilidade baseada na matemática ou como uma habilidade baseada na linguagem. Em parte, isso ocorre porque aprender a programar pode recorrer a sistemas de linguagem e de demanda múltipla, mesmo se - uma vez aprendida - a programação não dependa das regiões de linguagem, dizem os pesquisadores.

“Houve reivindicações de ambos os lados - tem que estar junto com a matemática, tem que estar junto com a linguagem”, diz Ivanova. 'Mas parece que os educadores de ciência da computação terão que desenvolver suas próprias abordagens para ensinar código de forma mais eficaz.'

A pesquisa foi financiada pela National Science Foundation, pelo Departamento do Cérebro e Ciências Cognitivas do MIT e pelo McGovern Institute for Brain Research.

Reproduzido com permissão de MIT News . Leia o artigo original .

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