‘Lenguaje’ de programación: Los escáneres cerebrales revelan que la codificación usa las mismas regiones que el habla
Crédito: CC0 Public Domain
¿Qué pasa por la mente de los programadores cuando escriben software? Esta fue la pregunta planteada por la Prof. Dra. Janet Siegmund, Catedrática de Ingeniería de Software en la Universidad Tecnológica de Chemnitz, el Prof. Dr. Sven Apel, Catedrático de Ingeniería de Software en la Universidad de Saarland y el Dr. Andr Brechmann, director del laboratorio especial para no -imágenes invasivas en el Instituto Leibniz de Neurobiología en Magdeburg. Para averiguarlo, los investigadores utilizaron técnicas de imagen de las neurociencias e investigaron qué áreas del cerebro se activan al leer y comprender programas de computadora. Su sorprendente resultado: programar es como hablar. Descubrieron que las regiones del cerebro más activas son aquellas que también son relevantes en el procesamiento del lenguaje natural.
Ahora han publicado los resultados de su investigación básica en la reconocida revista Communications of the ACM, que es publicada por la asociación profesional de informática más grande del mundo. La autora principal fue Janet Siegmund de la Universidad Tecnológica de Chemnitz. Los hallazgos podrían tener consecuencias de gran alcance en el diseño de lenguajes de programación, la educación en programación o la respuesta a preguntas fundamentales, como qué constituye un código de programa simple o complicado.
Nuevo enfoque de investigaciónPrimer análisis del cerebro en programación
«La idea de nuestra pregunta de investigación surgió en Magdeburg durante una reunión conjunta de investigadores del Instituto Leibniz de Neurobiología y la Facultad de Informática de Magdeburg», dijo Janet Siegmund. En varios estudios piloto pequeños y grandes, apoyados por el Prof. Kstner (Universidad Carnegie Mellon) y el Prof. Parnin (Universidad Estatal de Carolina del Norte), los investigadores desarrollaron una base metodológica versátil. Este esfuerzo valió la pena, porque mientras tanto, la metodología desarrollada por Siegmund y sus colegas está en camino de convertirse en un estándar y ya ha demostrado su eficacia en estudios internacionales.
«Nuestro objetivo era desarrollar un sistema completamente nuevo enfoque para comprender mejor los procesos cognitivos involucrados en la programación», dice Sven Apel de Saarbrücken. Siegmund, Apel y Brechmann hicieron visible por primera vez la actividad cerebral de los programadores mientras analizaban varias líneas de código. Al hacerlo, los científicos trabajaron juntos como una unidad que se complementaba entre sí. Mientras que Brechmann, como neurocientífico experimentado, aportó su experiencia con experimentos en imágenes de resonancia magnética funcional (fMRI) y Apel, como investigador experimentado, aportó su experiencia en desarrollo de software, Siegmund, con su experiencia interdisciplinaria en psicología e informática, actuó como un enlace.
La Prof. Dra. Janet Siegmund de la Universidad Tecnológica de Chemnitz y sus colegas de Saarbrucken y Magdeburg han investigado cómo funciona el cerebro durante la programación. Foto: Juliane Franke
Diseño de investigación en el camino hacia el estándar
Para el estudio, el equipo utilizó el método de sustracción, que ha demostrado su eficacia en la neurociencia: En este método, los sujetos primero trabajan en una tarea en el tomógrafo de resonancia magnética, para cuya solución deben entender un extracto del código del programa. Después de un breve período de descanso, se les pidió que verificaran un fragmento de código en busca de errores simples de sintaxis, lo cual es una tarea de rutina para los programadores, lo que significa que no era una cuestión de comprensión. Este procedimiento se repitió varias veces. Posteriormente, de las imágenes de la prueba de comprensión se restaron las imágenes de la actividad cerebral durante el procesamiento de la tarea rutinaria, quedando las regiones cerebrales que son de particular importancia para el proceso de comprensión del programa.
Para ver qué sucede en el cerebro durante este proceso, el equipo utilizó un tomógrafo de resonancia magnética funcional. Los datos de la imagen mostraron claramente la activación en las áreas del cerebro izquierdo de los sujetos de prueba, que se asocian principalmente con la comprensión del habla. “Para nuestra sorpresa, no pudimos observar ninguna actividad en la dirección del pensamiento matemático o lógico”, dijo el investigador al resumir los resultados. «Nuestra investigación sugiere que la comprensión del habla juega un papel central en la programación. El renombrado científico informático holandés Edsger W. Dijkstra ya expresó esta suposición en la década de 1980», agrega Apel.
Desde entonces, el diseño de la investigación ha sido retomado. por grupos de investigación de todo el mundo y ampliado para incluir aspectos adicionales. El equipo de investigación asume que los resultados también podrían retroalimentar la neurociencia al descubrir nuevos procesos cognitivos que difieren, por ejemplo, de la comprensión lectora y el razonamiento lógico.
El equipo dirigido por Siegmund, Apel y Brechmann espera ahora para descubrir cómo la comprensión de los programas difiere entre expertos y principiantes, ya sea que lean e interpreten el código del programa de diferentes maneras.
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Inteligencia artificial para mejorar la resolución de imágenes de resonancia magnética cerebral Más información: Janet Siegmund et al. Estudiando programación en la neuroera, Comunicaciones de la ACM (2020). DOI: 10.1145/3347093 Información del diario: Comunicaciones del ACM
Proporcionado por la Universidad Tecnológica de Chemnitz Cita: ‘Lenguaje’ de programación: Los escaneos cerebrales revelan que la codificación usa las mismas regiones as speech (5 de junio de 2020) recuperado el 31 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2020-06-language-brain-scans-reveal-coding.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.