BA NGÔN NGỮ, MỘT BẢN ĐỒ Ý NGHĨA TRONG NÃO

Một người đọc tiếng Trung, một người nghe tiếng Anh và một người nghe tiếng Pháp có thể cùng theo dõi một câu chuyện, dù ngôn ngữ của họ hầu như không có từ nào chung và sắp xếp câu theo những cách khác nhau. Ở đâu đó, bộ não hẳn phải lưu giữ điều mà câu chuyện muốn nói. Yi Guo, Shuqiang Wang và các đồng nghiệp tại Viện Công nghệ Tiên tiến Thâm Quyến thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và hai trường đại học ở Hồng Kông đã tìm kiếm mảnh đất chung ấy trong các ảnh chụp não.

Không cùng hoạt động, mà cùng khoảng cách

Ý tưởng then chốt của họ là so sánh hình học thay vì hoạt động. Hai người, hoặc hai ngôn ngữ, có thể tạo ra những kiểu hoạt động não khác nhau cho cùng một câu. Nhưng ta vẫn có thể hỏi: bộ não coi những đoạn văn nào là gần nhau, và những đoạn nào là xa nhau? Nếu những mối quan hệ đó được giữ nguyên qua các ngôn ngữ, thì bộ não có chung một bản đồ ý nghĩa ngay cả khi các chi tiết khác nhau.

227 bộ não, ba ngôn ngữ

Nhóm nghiên cứu đã phân tích lại bốn bộ dữ liệu công khai về chụp cộng hưởng từ chức năng (fMRI), tổng cộng 227 người tham gia:

• những người trưởng thành nghe Hoàng tử bé bằng tiếng Anh (49), tiếng Trung (35) hoặc tiếng Pháp (28) — ba nhóm người riêng biệt;
• sáu người song ngữ Trung–Anh đọc truyện bằng cả hai ngôn ngữ;
• mười hai người nghe tin tức bằng tiếng Quan Thoại, được dùng để tiền huấn luyện hệ thống;
• 97 người bản ngữ tiếng Pháp nghe các đoạn trích từ Alice ở xứ sở thần tiên, làm phép thử độc lập; 79 người trong số đó cũng nghe chính những đoạn ấy bằng tiếng Anh.

Họ xây dựng SemDecoder, một bộ giải mã não. Một mô hình ngôn ngữ đa ngữ đề xuất những từ tiếp theo có thể xuất hiện; các tín hiệu não quyết định giữ lại từ nào. Nó khôi phục được nội dung có ý nghĩa ở cả ba ngôn ngữ và vượt qua một bộ giải mã tham chiếu trước đó trên mọi thước đo và mọi bộ dữ liệu. Một ví dụ trong bài báo: câu “For me, it was like a spring of fresh water in the desert” (Với tôi, nó như một mạch nước ngọt giữa sa mạc) được giải mã từ não thành “Anymore, it was just like a rain of pure water in the desert.” (Giờ đây, nó hệt như một cơn mưa nước tinh khiết giữa sa mạc). Ở tiếng Pháp, một câu về bức tranh trong “một cuốn sách về rừng nguyên sinh” được giải mã thành “một cuốn sách về khu rừng đen”. Những vùng não quan trọng nhất nằm ở thùy thái dương cả hai bên, trong cả ba ngôn ngữ.

Bản đồ chung

Sau đó các tác giả so sánh hình học. Muốn so sánh hai bộ não, trước tiên phải đặt chúng vào một hệ quy chiếu chung: đó chính là căn chỉnh, một phép quay được tính toán nhằm tìm sự tương ứng sát nhất giữa các mẫu hoạt động của hai nhóm, mà không giả định rằng cùng những vị trí trong não sẽ sáng lên. Sau khi căn chỉnh, cách sắp xếp các sự kiện trong truyện phần lớn trùng khớp giữa tiếng Trung, tiếng Anh và tiếng Pháp. Tiếp đó, các tác giả cho điểm từng đoạn theo ba thuộc tính của ý nghĩa — nó cụ thể thay vì trừu tượng đến đâu, nó nói về con người và các quan hệ nhiều đến đâu, và nó kích thích cảm xúc đến đâu — rồi tìm hướng trên bản đồ não mà dọc theo đó mỗi điểm số tăng lên: cả ba hướng ấy đều chỉ về cùng một phía trong cả ba ngôn ngữ. Những đoạn văn cách xa nhau trong một ngôn ngữ có xu hướng cũng cách xa nhau trong ngôn ngữ khác. Sự trùng khớp này đúng với từng người nghe riêng lẻ và xuyên suốt câu chuyện.

Nó không đồng đều trên khắp bộ não. Sự trùng khớp giữa các ngôn ngữ yếu nhất ở những vùng gần với giác quan và vận động, và mạnh nhất ở các vùng liên hợp bậc cao — những vùng không nhận tín hiệu trực tiếp từ tai hay mắt mà kết hợp chúng lại. Đầu dưới của độ dốc này không có gì đáng ngạc nhiên: một câu tiếng Trung và một câu tiếng Pháp chẳng chia sẻ âm thanh nào, và các vùng thính giác nghe ra sự khác biệt đó trước cả ý nghĩa, nên sự tương đồng chỉ có thể xuất hiện ở những chặng xa hơn. Độ dốc này bám sát trục tổ chức chính đã biết của não, chạy từ các vùng cảm giác và vận động đến những vùng tích hợp nhất (hệ số tương quan 0,80 trên 400 vùng não). Các tác giả cho rằng những vùng bậc cao này lưu giữ các mối quan hệ giữa các ý nghĩa ít phụ thuộc hơn vào hình thức của bất kỳ ngôn ngữ cụ thể nào.

Đọc một ngôn ngữ chưa từng học

Phép thử thực tế là khả năng khái quát hóa. Một bộ giải mã được huấn luyện trên một ngôn ngữ hoạt động vượt mức ngẫu nhiên trên một ngôn ngữ khác mà nó chưa từng thấy, theo cả sáu chiều giữa ba ngôn ngữ, và cả ở người song ngữ. Một bộ giải mã được huấn luyện trên những người nghe tiếng Trung nhận ra, tốt hơn một mạng chưa qua huấn luyện, những người nói tiếng Pháp đang nghe đoạn nào trong số mười hai đoạn — bằng tiếng Pháp hay tiếng Anh. Nó càng dựa nhiều vào các vùng bậc cao thì khả năng khái quát hóa càng tốt.

Cuối cùng, khi chỉ có một lượng nhỏ dữ liệu não trong ngôn ngữ đích, việc tiền huấn luyện trên các ngôn ngữ khác đã cải thiện việc giải mã ở mọi quy mô dữ liệu được thử nghiệm. Các tác giả nêu ra một câu hỏi về sự công bằng: các bản ghi não không sẵn có như nhau cho mọi ngôn ngữ, và việc vay mượn từ những ngôn ngữ đã được nghiên cứu kỹ có thể giúp ích cho các ngôn ngữ còn lại — dù họ chưa kiểm chứng điều đó một cách trực tiếp. Nghiên cứu của họ chỉ bao gồm ba ngôn ngữ; liệu bản đồ chung có mở rộng tới toàn bộ sự đa dạng của ngôn ngữ loài người hay không, và nó thay đổi thế nào theo trải nghiệm riêng của mỗi người với nhiều ngôn ngữ, vẫn còn là câu hỏi bỏ ngỏ.