Помогает ли ИИ студентам учиться меньше? Исследование Массачусетского технологического института выявило нейронное воздействие использования искусственного интеллекта на студентов

За последние несколько лет, с широким внедрением искусственного интеллекта (ИИ) в повседневную жизнь, было проведено много исследований для измерения влияния этой технологии, особенно на академическую сферу и образование. Однако впервые исследование смогло измерить влияние использования этих инструментов непосредственно на мозговую активность при использовании в образовательных контекстах.

Это исследование, проведенное Натальей Косминой из MIT Media Lab (одной из важнейших исследовательских лабораторий Массачусетского технологического института - MIT) , целью которого было определить когнитивные издержки использования обширных языковых моделей или LLM (искусственный интеллект, такой как ChatGPT) в образовательном контексте, в частности, в одном из самых базовых академических видов деятельности: написании эссе.

Результаты оказались более чем показательными, хотя ученый настаивает, что это направление исследований необходимо продолжать. Стало ясно, что использование искусственного интеллекта при написании эссе подразумевает меньшую активность мозга.

Чтобы прийти к такому выводу, в ходе исследования была предпринята попытка измерить когнитивную нагрузку 54 студентов из крупнейших университетов Бостона (MIT, Harvard, Wellesley College, Tufts и Northeastern) при написании эссе, независимо от того, использовались ли при этом технические средства или нет.

Таким образом, они были разделены на три группы: первая должна была завершить свое эссе с помощью LLM (в частности, ChatGPT), вторая полагалась исключительно на поисковые системы без искусственного интеллекта (поиск Google и аналогичные платформы), а третья называлась Brain Only, поскольку не имела никакой технологической поддержки.

Всего было проведено три сессии, в ходе которых участники выполняли одно и то же задание, а также еще одна сессия, в ходе которой группа LLM отказалась от использования технологий, а участники группы Brain Only получили поддержку искусственного интеллекта.

« Мы использовали электроэнцефалографию (ЭЭГ) для регистрации активности мозга участников, чтобы оценить их когнитивную активность и когнитивную нагрузку, а также лучше понять нейронную активацию во время задания по написанию эссе», — объяснила Космина.

Результаты были очевидны: мозговая связность систематически снижалась с объемом внешней технологической поддержки. Те, кто получал поддержку LLM, генерировали самую слабую общую нейронную связь. Это было очевидно по наличию более низкой активации и связности в мозговых сетях, связанных с рабочей памятью, семантической интеграцией и исполнительным контролем.

Это контрастирует с результатами группы «Только мозг», которая выделялась тем, что продемонстрировала более сильные и далеко идущие нейронные сети, особенно в так называемых альфа- и тета-диапазонах, которые наиболее тесно связаны с такими навыками, как креативность, память и способность поддерживать постоянную концентрацию.

Кроме того, во время заключительного сеанса, на котором роли поменялись, те, кому изначально помогал ChatGPT, а затем пришлось завершать свое эссе без помощи технологий, продемонстрировали большую трудность при выполнении задания, а также более слабую нейронную связь и меньшую активацию альфа-, бета- и тета-сетей.

Напротив, у тех, кто использовал только свой мозг при воздействии ИИ, наблюдалась «большая емкость памяти и реактивация затылочно-теменных и префронтальных узлов, что, вероятно, благоприятствует визуальной обработке».

Таким образом, были получены следующие данные: 83 процента участников в группе AI показали гораздо более ограниченную способность цитировать фразы или аргументы из собственных эссе по сравнению с 11 процентами участников в группе Brain Only, что свидетельствует о трудностях с памятью. Кроме того, ни один из участников, использовавших ChatGPT, не смог правильно цитировать свое эссе в своей первой сессии, тогда как в других группах этот процент был близок к 100 процентам.

«Хотя эти инструменты предлагают беспрецедентные возможности для улучшения обучения и доступа к информации, их потенциальное влияние на когнитивное развитие, критическое мышление и интеллектуальную независимость требует тщательного рассмотрения и дальнейшего изучения», — говорится в исследовании.

Исследование не только измеряло мозговую активность участников, но и оценивало конечный результат. Таким образом, группа LLM, о которой сообщалось в интервью, была низкой в ​​отношении владения эссе. Другими словами, эта группа студентов не чувствовала владения эссе, которое они только что написали с помощью ИИ.

Напротив, участники группы «Только мозг» не только смогли идентифицировать свои собственные тексты, но и смогли идентифицировать их как свои собственные и выделить аргументы, высказанные в них, как часть их личного мышления.

После завершения эссе студенты были опрошены об их результатах. Пользователи ChatGPT назвали помощь в орфографии и грамматике инструмента преимуществом, но также выразили этические опасения и даже чувство вины по поводу использования этих инструментов. Многие признались, что они использовали технологию не только как поддержку, но также признались в копировании и вставке целых абзацев и идей, не останавливаясь, чтобы просмотреть их.

Исследователи MIT Media Lab также попросили опытных учителей оценить эссе. В отчете говорится: «Эти эссе, хотя и безупречны по грамматике и структуре, лишены личных нюансов и выглядят написанными машиной».

Аналогичным образом, учителя утверждали, что результаты письма, написанного с помощью ИИ, были менее творческими и креативными и демонстрировали однородную структуру не только с точки зрения грамматики, но и в таких аспектах, как словарный запас и аргументативная структура, что делало их повторяющимися.

Помимо понимания интеллектуальных и этических процессов, лежащих в основе использования искусственного интеллекта в академической среде, медиалаборатория Массачусетского технологического института предупреждает, что последствия этих результатов могут быть разрушительными.

Исследователи теперь говорят о «когнитивном долге», поскольку считают, что делегирование умственных процессов, ранее выполнявшихся людьми, технологиям может привести к значительному снижению критического мышления, сформировать у людей пассивное отношение и ограничить такие ключевые возможности, как самостоятельное обучение, которое имеет решающее значение не только в академической среде, но и в повседневной жизни.

«То, что происходит при использовании ИИ, похоже на то, что предыдущие исследования назвали «эффектом Google», когда люди способны запоминать источник информации, но не ее содержание. С такими инструментами, как ChatGPT, это становится еще сложнее, поскольку эти технологии предоставляют результаты немедленно и на простом языке, что может привести к тому, что люди перестанут подвергать сомнению источники, отвратят от дальнейшего исследования и поставят под угрозу личное построение знаний», — заключает исследование.