Czym jest teoria neurokognitywna?

Transkrypt

1 STRUKTURA TEORII NEUROKOGNITYWNYCH WYKŁAD II Czym jest teoria neurokognitywna?

2 neuronauka poznawcza kognitywistyka (nauki kognitywne) neuronauka (neurobiologia)

3 3 zbiory zdań: - wiedza neurokognitywna sensu stricto jest zbiorem akceptowanych teorii i hipotez na temat działania systemu poznawczego człowieka, począwszy od pojedynczych neuronów, przez bardziej złożone struktury mózgowe, aż do poziomu procesów poznawczych

4 -metodologia pozyskiwania danych, za pomocą specyficznych metod. Do zbioru tego należą nie tylko wszystkie dane uzyskane na podstawie badań nad lezjami, czy technik neuroobrazowania, ale również reguły metodologiczne, którymi należy kierować się w pozyskiwaniu i interpretacji tych danych. -Wiedza towarzysząca (background knowledge, wiedza tła ) - zbiór wszystkich hipotez i teorii, które w czasie prowadzenia określonych badań i analiz, traktowane są jako wiarygodne na mocy decyzji metodologicznej (Popperowe ujęcie) Wiedza towarzysząca jest zbiorem obejmującym bardzo różne teorie i hipotezy, z zakresu tak różnych nauk jak psychiatria, cytologia czy prymatologia.

5 - Hipotezy i teorie Teorie są sieciami chwytającymi to, co nazywamy światem : służą do racjonalnego ujmowania, wyjaśniania i opanowywania świata. Nasze wysiłki zmierzają do tego, by oczka tych sieci czynić coraz mniejszymi. K.R. Popper, Logika odkrycia naukowego, przeł. U. Niklas, Aletheia, Warszawa 2002, s Teoria ewolucji: tylko czy aż teoria?

6 Teorie matematyczne (Hilbert, Koło Wiedeńskie: Moritz Schlick, Rudolf Carnap, Otto Neurath i in.) Teoria domknięty dedukcyjnie zbiór zdań (każda konsekwencja logiczna teorii T należy do T). Konsekwencja logiczna: Zdanie z nazywa się konsekwencją logiczną zbioru zdań X <=> z przesłanek ze zbioru X za pomocą reguł wnioskowania można wyprowadzić z. Przykład reguły wnioskowania: reguła odrywania: jeżeli p i p->q, to q (z przesłanek p oraz p->q można wyciągnąć wniosek q ([jest poniedziałek], jeżeli [jest poniedziałek] to [jest wykład ze STK] -> jest [wykład ze STK]

7 Teoria aksjomatyczna: zbiór konsekwencji logicznych pewnego zbioru zdań X zwanych aksjomatami. Twierdzenie teorii aksjomatycznej T: zdanie z, które ma dowód. Dowód: ciąg zdań p 1 p n, taki że ostatnie zdanie p n = z i każde zdanie p i jest albo aksjomatem, albo jest wyprowadzalne za pomocą reguł wnioskowania ze zdań poprzednich.

8 Niesprzeczność teorii: teoria T jest niesprzeczna, gdy dla każdego zdania Z rozpatrywanego języka do T należy co najwyżej jedno z pary zdań Z, ~Z (bez tego warunku z teorii można wyprowadzić dowolne zdanie) Formalizm. Matematyka nauka o niczym? Rozumowania dedukcyjne są niezawodne. Koło Wiedeńskie szukało niezawodnych twierdzeń; weryfikacjonizm. Treść empiryczna teorii, pogląd otrzymany (received view)

9 Definiowanie pojęć teoretycznych przez obserwacyjne analogia do definiowania złożonych pojęć matematycznych przez proste aksjomaty Terminy teoretyczne <-> reguły korespondencyjne <-> terminy obserwacyjne Przykład: zdania protokolarne, Rudolfa Carnapa definicje częściowe (łańcuchy redukcyjne)

10 Przedmiot X ma własność R, gdy w warunkach P zachowuje się w sposób Q Przykład: P = zanurzony w wodzie Q = rozpuszcza się R = rozpuszczalny Gdy przedmiot x zostanie zanurzony w wodzie i będzie się rozpuszczał, to jest rozpuszczalny

11 Para redukcyjna: dołączenie drugiego zdania, które mówi, kiedy nie można przypisać przedmiotowi własności (przedmiot x zostaje zanurzony w wodzie i się nie rozpuszcza jest nierozpuszczalny) Zdanie dwustronnie redukcyjne: gdy przedmiot x zostanie zanurzony w wodzie to jest rozpuszczalny gdy się rozpuszcza Termin teoretyczny R jest częściowo wyjaśniany przez terminy obserwacyjne. W parach redukcyjnych mogą pojawić się inne terminy częściowo teoretyczne, które można wyjaśniać dołączając kolejne pary redukcyjne/zdania dwustronnie redukcyjne, które wyjaśnią ten termin teoretyczny itd. Tworzy się tzw. łańcuch redukcyjny.

12 - Wszystkie obserwacje są uteoretyzowane. Nie ma czystych obserwacji. Koniec końców upada również program definicji częściowych - Falsyfikacjonizm Poppera: upadek weryfikacjonizmu, teorie nie są potwierdzane, a jedynie mogą być skoroborowane (są odporne na falsyfikację) - Trudności w aksjomatyzacji teorii fizycznych. Aksjomatyzacja dopiero gdy teoria zostanie sfalsyfikowana albo gdy stanie się częścią (szczególnym przypadkiem) nowej teorii.

13 - Trzy warstwy: - 1) matematyczna struktura - 2) dziedzina teorii wycinek świata, do którego teoria się odnosi - 3) zespół reguł pomostowych (definicje, interpretacje) Kluczową rolę odgrywa matematyczny formalizm. Mogą pojawiać się problemy interpretacyjne (mechanika kwantowa). - Teorie neurokognitywne są teoriami innego rodzaju

14 Ludzki mózg, mający objętość około jednego litra, stanowi bowiem przestrzeń pojęciowych i poznawczych możliwości przekraczających wymiary przestrzenne całego anatomicznego wszechświata, przynajmniej przy zastosowaniu objętościowego kryterium miary. Mózg ma tę niezwykłą właściwość, ponieważ wykorzystuje kombinatorykę 100 miliardów swoich neuronów i 100 trylionów synaptycznych połączeń między nimi ( ). Każde połączenie międzykomórkowe może być w różnym stopniu silne lub słabe ( ). Jeśli ostrożnie założymy, że każde połączenie synaptyczne może mieć jeden z dziesięciu różnych stopni nasilenia, to suma różnych możliwości konfiguracji nasileń, jakie mózg może zapewnić wynosi w dużym przybliżeniu 10 do potęgi stu trylionów, czyli Porównajmy to z zaledwie metrami sześciennymi, którą to wielkość standardowo przyjmuje się jako objętość całego astronomicznego wszechświata. P.M. Churchland, Mechanizm rozumu, siedlisko duszy. Filozoficzna podróż w głąb mózgu, przeł. Z. Karaś, Aletheia, Warszawa 2002, ss

15 Brak matematycznej struktury (najczęściej) Trudności w dokonywaniu idealizacji nie wiadomo, co można pominąć Teoria neurokognitywna: modele czy zdania? Mechanizmy: tłumaczenie mechanizmów na zdania Brak praw Śmiałe hipotezy i ich falsyfikacja. Problem z falsyfikowalnością wstępnych hipotez Problem z odróżnianiem formowania hipotez i ich uzasadniania. Rozpada się podział na kontekst odkrycia i kontekst uzasadnienia Wybór teorii: wnioskowanie do najlepszego wyjaśnienia. Konwergencja i koherencja, antyfundacjonizm

16 (i) poziom pojedynczych komórek nerwowych, (ii) poziom struktur podkorowych, (iii) poziom struktur korowych, (iv) poziom procesów poznawczych (reprezentacje poznawcze) Na każdym poziomie rośnie stopień uteoretyzowania obserwacji

17 - Różne rozumienie pojęcia reprezentacji (struktur poznawczych). Grupa Rizolattiego: reprezentacje sensomotoryczne, reprezentacja czynności chwytania ; Ramachandran: stała reprezentacja własnego ciała (somatoparafrenia) - Rozumienie poziomu struktur poznawczych zależy od przyjmowanego paradygmatu interpretacyjnego.

18 Wpływają na: (a) sposoby interpretacji danych na każdym z poziomów, a więc przyjęte schematy, (b) typy dopuszczalnych eksperymentów, (c) wzbogacenie wiedzy towarzyszącej o dane z różnych dziedzin nauki, (d) wyznaczenie celów badawczych, (e) przyjęcie określonej wizji antropologicznej, o dużej składowej filozoficznej (f) przyjęcie określonego poglądu na funkcjonowanie umysłu, (g) przyjęcie szeregu dodatkowych, nie zawsze artykułowanych explicite, założeń filozoficznych.

19 Komputerowy (symbolizm, koneksjonizm, przestrzenie pojęciowe?) Psychologia ewolucyjna Embodied-embedded mind

20 Modelowanie reprezentacji na różne sposoby: - Koneksjonizm/Asocjacjonizm (umysł sztuczne sieci neuronowe) - Przestrzenie pojęciowe(?) (conceptual spaces) - Symbolizm /Komputacjonizm (umysł maszyna Turinga)

21 - ANNs: próba symulowania pracy niewielkiej grupy neuronów. Użyteczne narzędzie informatyczne. Sieci mogą się uczyć, wykorzystywane w przemyśle, projektowaniu, rozpoznawaniu twarzy itd. - ANNs nie działają w czasie rzeczywistym. Kwestia technologiczna? - ANNs wzięły się z wiedzy o mózgu, ale zaczęły rozwijać samodzielnie.

22 Maszyna Turinga: co człowiek robi, gdy dokonuje obliczeń? Czy obliczeń można dokonywać mechanicznie? Software instrukcje działania maszyny Turinga operacje podstawowe: zapis, wymazanie, przesunięcie w lewo lub w prawo

23 geometryczność myślenia. Modelowanie semantyki, własności, pojęć wymiary jakościowe odległość funkcją podobieństwa

24 Socjobiologia, Konrad Lorenz zachowania mogą być adaptatywne Umysły wyewoluowały w plejstocenie i od tego momentu już się nie zmieniły - jaskiniowe umysły w aglomeracjach Strach przed pająkami naszym przodkom ratował życie. Obrzydzenie chroni przed zjedzeniem zepsutej/trującej żywności Nasze zachowania podręcznik do historii tego, jak musieli ewoluować nasi przodkowie, żeby przeżyć Krytyka: zaniedbana rola kultury, nienaukowość(?)

25 Cielesne interakcje tworzą umysł (filo- i ontogenetycznie) Lakoffa kognitywna koncepcja metafor Nie istnieje ktoś taki jak człowiek obliczeniowy ( ), którego umysł jakimś sposobem wytwarza znaczenie, otrzymując pozbawione znaczenia symbole na wejściu, przetwarzając je zgodnie z regułami i ponownie generując na wyjściu. Prawdziwi ludzie mają umysły ucieleśnione, a ich systemy pojęciowe powstają dzięki żywemu ciało, są przez nie ukształtowane i dzięki niemu posiadają znaczenie. Sieci neuronowe w naszych mózgach wytwarzają systemy pojęciowe i struktury językowe, których nie da się adekwatnie wyjaśnić jedynie za pomocą przetwarzających symbole systemów formalnych G. Lakoff, M. Johnson, Co kognitywizm wniosi do filozofii, przeł. A. Pawelec, Znak 1999, no. 11, ss

26 Cechy paradygmatu EEM w lingwistyce. Różnice z ujęciem Chomsky ego: jest coś ważniejszego w języku niż gramatyka ( Bezbarwne, zielone idee wściekle śpią posiada sens metaforyczny) - Neurony lustrzane/neurony kanoniczne - Znaczeniem pojęć (przynajmniej pojęć protojęzyka) są reprezentacje sensomotoryczne - Pozostałe pojęcia mogą mieć znaczenie metaforyczne, a w wyniku interakcji społecznych tworzą się jeszcze inne pojęcia, których znaczenie sprowadza się do kontekstu użycia - Potwierdzane badaniami nad zdolnościami językowymi zwierząt

27 (1)badania lezji (lesions studis) (2) obrazowanie pojedynczych komórek (single-cell recording) (3) obrazowanie aktywności całego mózgu (neuroimaging) (4) eksperymenty behawioralne (behavioural experiments)

28