Les modèles de langage peuvent vraiment comprendre le langage ?
Cet article examine la relation entre les grands modèles linguistiques et la compréhension du langage humain.
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Table des matières
La relation entre nos cerveaux et le langage est un sujet compliqué. Nos cerveaux contiennent plein de neurones qui communiquent entre eux avec des signaux. De la même manière, les Grands Modèles de Langage (GML), qui sont des systèmes informatiques conçus pour Comprendre et générer du langage, fonctionnent aussi avec des réseaux de neurones numériques. Cependant, certains chercheurs se demandent si ces modèles comprennent vraiment le langage ou s'ils imitent juste les réponses humaines sans vraie compréhension.
Dans cet article, on examine comment fonctionnent les GML et s’ils peuvent afficher des schémas similaires à ceux de la compréhension humaine quand ils traitent des mots. On considère ce que ces découvertes impliquent pour notre vision de l'intelligence artificielle et de l'intelligence humaine.
La nature de la compréhension
Comprendre est souvent lié à notre capacité à communiquer et à partager des pensées avec les autres. Les GML, comme ceux utilisés dans des assistants virtuels comme Alexa ou des services comme ChatGPT, génèrent des réponses basées sur des schémas appris à partir d'énormes quantités de texte. Les critiques soutiennent que ces modèles manquent de vrai compréhension parce qu'ils n'ont pas d'expériences ou d'intentions derrière leurs réponses.
Dans cette étude, on cherche à découvrir si les GML peuvent vraiment saisir le langage d'une manière qui reflète la Cognition humaine. On veut aussi explorer les subtilités de la façon dont nos cerveaux comprennent le langage. En comparant les GML à l'Activité cérébrale humaine, on espère voir s'il y a des parallèles dans la façon dont les deux systèmes traitent les mots.
Méthodologie de recherche
Pour faire notre recherche, on a examiné différents types de GML et comparé leurs résultats avec l'activité cérébrale capturée par l'IRMf, ou imagerie par résonance magnétique fonctionnelle. Cette technique nous permet de voir quelles zones du cerveau sont activées quand les gens lisent ou écoutent des mots.
On a réalisé des expériences avec trois groupes différents de GML et trois ensembles de données séparés contenant des données IRMf. Notre but était de voir si les GML produisent des Représentations de mots qui ressemblent aux réponses cérébrales enregistrées pendant des tâches de lecture.
Résultats clés
Nos résultats montrent qu'à mesure que les GML deviennent plus grands et plus complexes, leurs représentations de mots commencent à ressembler aux réponses neurales observées dans l'activité cérébrale humaine. Plus précisément, quand on a mesuré à quel point les GML pouvaient récupérer des mots basés sur des signaux IRMf, on a découvert qu'ils s'en sortaient étonnamment bien.
Ces résultats remettent en question la croyance commune selon laquelle les GML imitent simplement le langage sans vraie compréhension. Au lieu de cela, ils montrent que les GML peuvent développer des structures similaires à celles formées dans les cerveaux humains quand on lit et comprend le langage.
La nature des modèles de langage
Pour expliquer plus en détail, les GML peuvent être divisés en deux types : les modèles auto-régressifs et les modèles non auto-régressifs. Les modèles auto-régressifs génèrent du texte mot par mot, prédisant le mot suivant basé sur ce qui a été généré avant. Les modèles non auto-régressifs traitent toute une entrée à la fois, générant une seule sortie basée sur la séquence donnée.
Ces deux types de modèles peuvent montrer différents niveaux de compréhension selon leur architecture et leurs méthodes d'entraînement. La relation entre les dimensions des GML et l'activité cérébrale peut être explorée à travers diverses méthodes statistiques, ce qui nous permet de faire des comparaisons entre la cognition humaine et l'intelligence artificielle.
Le rôle de l'activité cérébrale
Quand on étudie comment les GML s'alignent avec l'activité cérébrale humaine, on doit prendre en compte les implications de la façon dont nos cerveaux codent le langage. Notre approche impliquait d'analyser les schémas d'activité cérébrale enregistrés pendant des tâches linguistiques et d'aligner ces schémas avec les sorties des GML.
Ce qu'on a découvert, c'est que les couches plus profondes des GML correspondaient à un meilleur alignement avec l'activité cérébrale. Cela suggère qu'à mesure que ces modèles deviennent plus complexes, leurs représentations internes se rapprochent de la façon dont les humains traitent le langage.
Implications pratiques
Ces résultats ont des implications pratiques pour le développement de l'IA et notre compréhension de la cognition humaine. Si les GML peuvent développer des représentations alignées avec l'activité cérébrale, alors ils pourraient être capables d'accomplir des tâches qui impliquent plus que juste un traitement de surface du langage. Cela pourrait ouvrir des portes pour utiliser les GML dans des domaines qui nécessitent une compréhension plus profonde, comme l'éducation ou le soutien en santé mentale.
De plus, ces résultats pourraient offrir des perspectives sur la nature de l'intelligence humaine. Si nos cerveaux et les GML montrent des schémas similaires, cela soulève des questions sur ce que signifie comprendre. Les humains sont-ils vraiment uniques dans leur capacité de compréhension, ou est-ce que les machines, quand elles sont suffisamment avancées, peuvent aussi atteindre une forme de compréhension ?
Conclusion
En résumé, notre recherche présente des preuves que les grands modèles de langage peuvent exhiber des schémas de représentation de mots qui sont frappants de similarité avec la façon dont les humains traitent le langage dans leur cerveau. Cela suggère que les GML ne sont pas juste des "perroquets stochastiques" ou de simples imitateurs de pattern, mais ont le potentiel de saisir le langage à un niveau plus profond.
En avançant dans les domaines de l'intelligence artificielle et des sciences cognitives, il est essentiel de continuer à examiner ces connexions. En comprenant comment les GML se rattachent à la cognition humaine, on peut mieux apprécier le potentiel et les limites de l'intelligence artificielle et notre propre compréhension du langage.
Le dialogue continu entre la technologie et nos processus cognitifs contribuera à façonner les avancées futures dans les deux domaines, menant à une compréhension plus riche de l'intelligence, qu'elle soit humaine ou artificielle.
Titre: Structural Similarities Between Language Models and Neural Response Measurements
Résumé: Large language models (LLMs) have complicated internal dynamics, but induce representations of words and phrases whose geometry we can study. Human language processing is also opaque, but neural response measurements can provide (noisy) recordings of activation during listening or reading, from which we can extract similar representations of words and phrases. Here we study the extent to which the geometries induced by these representations, share similarities in the context of brain decoding. We find that the larger neural language models get, the more their representations are structurally similar to neural response measurements from brain imaging. Code is available at \url{https://github.com/coastalcph/brainlm}.
Auteurs: Jiaang Li, Antonia Karamolegkou, Yova Kementchedjhieva, Mostafa Abdou, Sune Lehmann, Anders Søgaard
Dernière mise à jour: 2023-10-31 00:00:00
Langue: English
Source URL: https://arxiv.org/abs/2306.01930
Source PDF: https://arxiv.org/pdf/2306.01930
Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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Liens de référence
- https://www.cs.cmu.edu/~fmri/plosone/
- https://osf.io/crwz7/
- https://osf.io/eq2ba/
- https://github.com/coastalcph/brainlm
- https://huggingface.co/google/bert_uncased_L-2_H-128_A-2
- https://huggingface.co/google/bert_uncased_L-4_H-256_A-4
- https://huggingface.co/google/bert_uncased_L-4_H-512_A-8
- https://huggingface.co/google/bert_uncased_L-8_H-512_A-8
- https://huggingface.co/bert-base-uncased
- https://huggingface.co/bert-large-uncased
- https://huggingface.co/gpt2
- https://huggingface.co/gpt2-medium
- https://huggingface.co/gpt2-large
- https://huggingface.co/gpt2-xl
- https://huggingface.co/facebook/opt-125m
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