Экспериментальная лингвистика и искусственный интеллект

2024/2025

Статус: Маго-лего

Кто читает: Школа лингвистики

Когда читается: 1, 2 модуль

Охват аудитории: для своего кампуса

Преподаватели: Комиссаренко Анна Алексеевна

Язык: русский

Кредиты: 6

Полная версия программы учебной дисциплины

Аннотация

Курс освещает вопросы применения методов искусственного интеллекта для решения задач экспериментальной (психо-/нейро-/клинической) лингвистики. Слушатели узнают, какие практические проблемы стоят перед современной экспериментальной лингвистикой: диагностика речевых расстройств и нарушений чтения, предсказание потенциала восстановления речи после инсульта, генерация речи на основе электрической активности мозга и т.д. Далее, будет дан обзор основных подходов к машинному обучению, используемых для решения этих проблем. Наконец, слушатели получат возможность применить указанные методы к реальным экспериментальным данным, собранным в Центре языка и мозга НИУ ВШЭ.

Цель освоения дисциплины

Знакомство с предметной областью психо- и нейролингвистики
Понимание особенностей моделирования психо- и нейролингвистических исследований, сбора данных и проверки гипотез
Знание основных методов для сбора поведенческих и нейровизуляционных данных
Знание основных теорий о нейрональных основах речевых патологий
Понимание принципов разработки метрик для оценки речевых функций и нейроанатомических изменений, а также связи между ними
Знание основных инструментов дескриптивной статистики, линейных моделей и моделей машинного обучения, применяемых в психо- и нейролингвистических исследованиях

Планируемые результаты обучения

Знать нейрональные основы языковых/речевых процессов в мозге, функции языковых/речевых регионов, их анатомию.
Имеет представление о предметных областях психо- и нейролингвистики
Понимает основные принципы проведения психо- и нейролингвистических исследований
Умеет критически оценивать возможности и ограничения применяемых методов
Понимает основные принципы постановки цели, задач и гипотезы исследования.
Имеет представление о методах разработки парадигмы и сбора данных
Умеет определять цели, задачи, гипотезу и методы исследования при чтении литературы
Уметь сравнивать и оценивать необходимость применения различных инструментов дескриптивной статистики для анализа экспериментальных данных
Уметь интерпретировать полученные результаты на основе применяемых метрик.
Уметь проводить анализ межгрупповых различий и корреляционный анализ, а также интерпретировать полученные результаты
Иметь представление, как могут применяться линейные модели в психо- и нейролингвистических исследованиях с учетом используемых поведенческих и нейровизуляционных метрик
Уметь ставить гипотезу, определять зависимую и независимую переменные, интерпретировать результаты моделей, получить опыт использования линейных моделей на практике
Знать основные принципы построения модели функциональной активности мозга методом фМРТ
Иметь представление о возможностях, достоинствах и ограничениях индивидуальных и групповых функциональных карт активации
Получить практический опыт обработки данных фМРТ и построения индивидуальных карт
Знать основные этапы получения МРТ-изображений серого и белого вещества и их использования в исследованиях
Знать основные виды артефактов трактографии
Знать классификацию атласов и наиболее используемые атласы серого и белого вещества
Понимать, как извлекаются метрики на основе атласов и уметь их интерпретировать
Иметь представление об афазии как о специфическом нарушении речевой функции, возникающем вследствие структурных изменений
Знать типы афазий и причины их возникновения
Уметь в Python строить модели регрессии и понимать основные различия с моделью регрессии
На основе полученных данных получить результат для моделей регрессии
Получить и закрепить опыт применения моделей регрессии и классификации на материале данных нейролингвистического исследования
Повторить и закрепить данные, полученные по итогам курса

Содержание учебной дисциплины

Введение в психо- и нейролингвистику
Моделирование эксперимента
Предварительный анализ данных с применением описательной статистики при проведении исследования
Статистика для сравнения групп и состояний. Корреляционный анализ
Использование линейных моделей в психо- и нейролингвистических исследованиях
Нейрональная основа языковых/речевых процессов в мозге человека: критически важные регионы и взаимодействие между ними
Методы нейровизуализации и их различия - использование функциональной магнитно-резонансной томографии
Методы нейровизуализации и их различия – использование трактографии и структурных изображений
Атласы серого и белого вещества – их использование для извлечения анализа
Афазия и связь речевых функций со структурными изменениями
Построение моделей регрессии в машинном обучении
Интерпретация результатов применения инструментов машинного обучения в психо- и нейролингвистических исследованиях

Элементы контроля

Экзамен
Домашние задания
В первом модуле домашние задания будут включать в себя (1) задания на чтение статей и подготовку мини-докладов и (2) практические задания. Во втором модуле домашние задания будут включать в себя практические задания.
Контрольные работы
В модуле проводится 2 контрольные работы по пройденному материалу. Задания будут включать в себя задания с выбором ответа, задания с кратким ответом.

Промежуточная аттестация

2024/2025 2nd module
0.4 * Домашние задания + 0.3 * Контрольные работы + 0.3 * Экзамен

Список литературы

Авторы

Клышинский Эдуард Станиславович
Журавлева Анна Алексеевна

Программа дисциплины