美国约翰·霍普金斯大学研究揭示:人类大脑具备编程学习基础
2025-11-18 13:59
来源:约翰·霍普金斯大学
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计算机编程作为现代社会的重要技能,驱动着人工智能革命的发展,然而,人类大脑如何学习这一技能仍是个谜。约翰·霍普金斯大学的研究人员针对这一问题展开研究,通过追踪大学生在学习Python编程语言前后的大脑活动,发现了一些有趣的现象。研究显示,学生在上完编程课后,阅读代码时大脑的特定区域会被激活,这些区域内的神经元群能够解读代码含义。令人意外的是,在学生们对编程毫无了解之前,当他们阅读用英语描述的程序时,同样的神经元群也会被激活。

电子邮件  家 计算机科学 2025年10月27日   要点 追踪大学生的神经活动揭示了人脑如何学习编程。 约翰·霍普金斯大学  由萨迪·哈雷 编辑 ,罗伯特·伊根审阅  编者按 大学生们学习编程课程后,在阅读代码时,大脑的某些区域会被激活。令人惊讶的是,在学生们学习编程课程或对编程一无所知之前,当他们阅读用通俗易懂的英语描述的程序时,同样的神经元群也会被激活。图片来源:刘云飞/约翰·霍普金斯大学 计算机编程驱动着现代社会,并推动了人工智能革命,但我们对大脑如何学习这项关键技能却知之甚少。为了解答这个问题,约翰·霍普金斯大学的研究人员研究了大学生在学习编程前后大脑的活动。   学生们上完编程课后,阅读代码时大脑的某些区域会被激活。在这些区域内,一些神经元群代表着代码的含义。令人惊讶的是,在学生们上课之前,甚至在他们对编程一无所知的情况下,当他们阅读用通俗易懂的英语描述的程序时,同样的神经元群也会被激活。  这项发表在《神经科学杂志》上的研究,深入探讨了人类大脑如何以及为什么进行程序设计。  “我们在现代社会所做的许多事情,我们的大脑并没有进化到能够完成这些事情的程度,包括编程、驾驶、阅读和数学,”资深作者、研究大脑可塑性和发育的认知神经科学家玛丽娜·贝德尼说。  “编程课会‘重新利用’你大脑中负责逻辑思维的区域来编写代码。我们发现,当你上大学的时候,你的大脑已经具备了编程的神经基础。”  人工智能工具正使编程变得越来越容易上手。随着越来越多的人接触编程,贝德尼和第一作者、博士后研究员刘云飞着手研究人类大脑在新手学习这项技能时如何适应。  研究团队使用功能磁共振成像(fMRI)来追踪本科生在学习为期一个学期的 Python编程语言入门课程前后的大脑活动。  了解更多 技术会议门票 量子计算资源 Tech Xplore 商品 科技新闻订阅 可持续能源解决方案 橡胶电子套件 机器人工程套件 科学 人工智能开发工具包 工程设计软件 课后学生阅读代码时,大脑中负责逻辑思维的前额顶叶区域的神经元群会解读程序的含义。但即使在课前,当学生阅读对代码程序的英文描述时,同样的神经元也已经激活,解读程序的算法。  “学习编程使用的神经机制与我们用于逻辑问题解决的神经机制相同。每个人都具备这种能力,”刘教授说道,他研究的是大脑如何学习与教育相关的文化技能。  研究结果表明,所有人都具备学习编程的基础——主要是逻辑思维。通过谜题、游戏和日常餐桌辩论来锻炼这些逻辑思维能力,或许能为孩子们未来的编程成功奠定基础。  “不熟悉编程的人可能会觉得Python永远也理解不了,但我们的研究表明,我们每个人都具备编程能力,”贝德尼说。“我们甚至可能天生就具备这种能力。”  更多信息: 学习编程“回收”预先存在的额顶叶皮层逻辑算法编码,《神经科学杂志》(2025)。DOI :10.1523/JNEUROSCI.0314-25.2025  期刊信息: 《神经科学杂志》  由约翰·霍普金斯大学 提供  进一步探索  这就是你的大脑如何运作:研究人员破译计算机编程的神经机制 Facebook  叽叽喳喳  电子邮件  给编辑的反馈  精选 最后评论 受欢迎的 由可食用气动电池和执行器驱动的软体机器人 11小时前  0  通过改进氯分布,钙钛矿太阳能电池的效率达到27.2%。 14小时前  0  受自然启发的导航系统帮助机器人无需GPS即可穿越复杂环境。 2025年11月14日  0  新型智能面料赋予机器人精细的抓握能力 2025年11月13日  0  绘制人工智能大脑图谱显示,记忆和推理能力并不位于同一区域。 2025年11月11日  0   创新型水下外骨骼提升潜水效率 4小时前  两步闪蒸焦耳加热法可快速、清洁地回收锂离子电池材料。 9小时前  基于等离子体的方法可制备用于金属-空气电池的高效、低成本催化剂。 10小时前  研究显示,双模设计可提高MEMS加速度计的精度。 10小时前  由可食用气动电池和执行器驱动的软体机器人 11小时前  通过改进氯分布,钙钛矿太阳能电池的效率达到27.2%。 14小时前  一种用于设计更优质电池的新定量规则 15小时前  研究人员首次揭示抵御人工智能密码分析攻击的防御机制 15小时前  超强轻质金属复合材料可承受极端高温 2025年11月15日  可以利用来自可再生能源的低品位热能来淡化海水。 2025年11月14日  了解更多 互联网基础设施服务 量子计算资源 先进机器人组件 硬件开发服务 物联网设备 汽车工程咨询 电子的 半导体元件 假肢技术 Science X 网络成员资格 1 2             Phys.org 每日科学新闻,涵盖研究进展和最新科学创新  Medical Xpress 医学研究进展和健康新闻  科学X 网络上最全面的科技新闻报道  新闻简报 电子邮件 Science X Daily 和每周电子邮件新闻简报是免费服务,让您可以通过电子邮件收件箱接收您喜爱的科技新闻更新。 跟着我们 顶部 家 搜索 移动版 帮助 常问问题 关于 接触 请支持我们 科学X账户 通讯 档案 安卓应用 iOS 应用 工作机会 推送通知 © Tech Xplore 2014 - 2025,由Science X Network提供技术支持 隐私政策 使用条款  1 / 1大学生们学习编程课程后,在阅读代码时,大脑的某些区域会被激活。令人惊讶的是,在学生们学习编程课程或对编程一无所知之前,当他们阅读用通俗易懂的英语描述的程序时,同样的神经元群也会被激活。

这项研究发表在《神经科学杂志》上,深入探讨了人类大脑如何以及为何能够进行程序设计。资深作者、认知神经科学家玛丽娜·贝德尼指出:“大脑并没有进化到能够完成编程等现代技能的程度,但编程课能够‘重新利用’大脑中负责逻辑思维的区域来编写代码。”研究团队使用功能磁共振成像技术,追踪了本科生在学习编程课程前后的大脑活动变化。结果发现,课后学生阅读代码时,大脑中负责逻辑思维的前额顶叶区域神经元群会解读程序含义。而这一过程在课前阅读代码英文描述时,同样的神经元群也已被激活。

“学习编程使用的神经机制与我们用于逻辑问题解决的机制相同,每个人都具备这种能力,”第一作者、博士后研究员刘云飞表示。研究结果表明,人类大脑普遍具备学习编程的基础,主要是逻辑思维。通过锻炼逻辑思维,如解谜题、玩游戏和参与日常辩论,或许能为孩子们未来的编程学习奠定坚实基础。贝德尼强调:“我们每个人都具备编程能力,甚至可能天生就具备。”

更多信息: 学习编程“回收”预先存在的额顶叶皮层逻辑算法编码,《神经科学杂志》(2025)。期刊信息: 《神经科学杂志》

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