2024/2025
Экспериментальная лингвистика и искусственный интеллект
Статус:
Маго-лего
Кто читает:
Школа лингвистики
Охват аудитории:
для своего кампуса
Преподаватели:
Журавлева Анна Алексеевна
Язык:
русский
Кредиты:
6
Контактные часы:
48
Программа 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 заданияВ 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 работыВ 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 module0.4 * Домашние задания + 0.3 * Контрольные работы + 0.3 * Экзамен
Список литературы
Рекомендуемая основная литература
- Aphasia and related neurogenic language disorders, , 2011
- Introduction to psycholinguistics : understanding language science, Traxler, M. J., 2012
Рекомендуемая дополнительная литература
- Atlas of human brain connections, Catani, M., 2015
- Poldrack, R. A., Mumford, J. A., & Nichols, T. E. (2011). Handbook of Functional MRI Data Analysis. New York: Cambridge University Press. Retrieved from http://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&site=eds-live&db=edsebk&AN=399310
- The Oxford handbook of neurolinguistics, , 2019