跟踪學生的神經活動揭示人腦如何學習編碼

計算機編程為現代社會提供了動力，並使人工智能革命成為可能，但我們的大腦如何學習這項重要技能卻知之甚少。為了回答這個問題，約翰·霍普金斯大學的研究人員研究了大學生學習編碼前後的大腦活動。

學生參加編碼課程後，他們的部分大腦在閱讀代碼時被激活。在這些區域內，神經元組代表了代碼的含義。令人驚訝的是，在學生上課或學習任何有關編程的知識之前，當學生閱讀用簡單英語描述的程序時，相同的神經元組被激活。

作品發表於 神經科學雜誌深入了解人腦編程的方式和原因。

“我們的大腦無法完成我們在現代世界所做的許多事情，包括編程、駕駛、閱讀和數學，”研究大腦可塑性和發育的認知神經科學家瑪麗娜·貝德尼（Marina Bedny）說。

“編程課程會回收你的邏輯大腦區域來編寫代碼。我們發現，當你上大學時，你的大腦已經具備了編程的神經基礎。”

人工智能工具使編程變得越來越容易。隨著越來越多的人開始接觸編碼，第一作者、博士後研究員劉云飛決定找出當新手開始學習這項技能時人腦如何適應。

該團隊使用功能磁共振成像 (fMRI) 來跟踪學生在學習為期一個學期的 Python（一種編程語言）入門課程之前和之後的大腦活動。

當學生在課程結束後閱讀代碼時，大腦負責邏輯的部分（額頂葉區域）的神經元組代表了程序的含義。但即使在上課前，當學生閱讀英文編碼程序的簡單描述時，相同的神經元已經針對程序的算法被激活。

“教授編程使用與我們解決邏輯問題相同的神經機制。每個人都有這些能力，”劉說，他研究大腦如何學習對教育很重要的文化技能。

結果表明，所有人都有學習編程所需的基礎，主要是邏輯。通過拼圖、遊戲和日常餐桌辯論來鍛煉邏輯肌肉可以為孩子們未來在編程方面的成功做好準備。

“剛接觸編程的人可能會覺得 Python 永遠無法理解它，但我們的研究表明我們都有編程的訣竅，”貝德尼說。 “我們甚至可能生來就有它。”