人类专家的表现:大多数人类专家是博士学生、博士后研究员或教职员工。当限制人类响应为自我报告专业知识的最高20%时,准确率上升到66.2%,但仍低于LLMS。
置信度校准:LLMs和人类专家的置信度都校准良好,高置信度的预测更有可能是正确的。
记忆评估:没有迹象表明LLMs记忆了BrainBench项目。使用zlib压缩率和困惑度比率的分析表明,LLMs学习的是广泛的科学模式,而不是记忆训练数据。
全新神经学基准
本论文的一个重要贡献,就是提出了一个前瞻性的基准测试BrainBench,可以专门用于评估LLM在预测神经科学结果方面的能力。
那么,具体是怎么做到的呢?
数据收集
首先,团队利用PubMed获取了2002年至2022年间332807篇神经科学研究相关的摘要,从PubMed Central Open Access Subset(PMC OAS)中提取了123085篇全文文章,总计13亿个tokens。
评估LLM和人类专家
其次,在上面收集的数据的基础上,团队为BrainBench创建了测试用例,主要通过修改论文摘要来实现。
具体来说,每个测试用例包括两个版本的摘要:一个是原始版本,另一个是经过修改的版本。修改后的摘要会显著改变研究结果,但保持整体连贯性。
测试者的任务是选择哪个版本包含实际的研究结果。
团队使用Eleuther Al Language Model EvaluationHaress框架,让LLM在两个版本的摘要之间进行选择,通过困惑度(perplexity)来衡量其偏好。困惑度越低,表示模型越喜欢该摘要。
对人类专家行为的评估也是在相同测试用例上进行选择,他们还需要提供自信度和专业知识评分。最终参与实验的神经科学专家有171名。
实验使用的LLM是经过预训练的Mistral-7B-v0.1模型。通过LoRA技术进行微调后,准确度还能再增加3%。
评估LLM是否纯记忆
为了衡量LLM是否掌握了思维逻辑,团队还使用zlib压缩率和困惑度比率来评估LLMs是否记忆了训练数据。公式如下:
其中,ZLIB(X)表示文本X的zlib压缩率,PPL(X)表示文本X的困惑度。
部分研究者认为只能当作辅助
这篇论文向我们展示了神经科学研究的一个新方向,或许未来在前期探索的时候,神经学专家都可以借助LLM的力量进行初步的科研想法筛选,剔除一些在方法、背景信息等方面存在明显问题的计划等。
但同时也有很多研究者对LLM的这个用法表示了质疑。
有人认为实验才是科研最重要的部分,任何预测都没什么必要:
还有研究者认为科研的重点可能在于精确的解释。
此外,也有网友指出实验中的测试方法只考虑到了简单的AB假设检验,真实研究中还有很多涉及到平均值/方差的情况。
整体来看,这个研究对于神经学科研工作的发展还是非常有启发意义的,未来也有可能扩展到更多的学术研究领域。