View
235
Download
4
Category
Preview:
Citation preview
dr.Nijaz IBRULJredovni profesor Univerziteta u Sarajevu
E-mail : nijaz.ibrulj@ff.unsa.ba
UVOD U KOGNITIVNU ZNANOST
Tema # 2
Šta je kognitivna znanost ?
Početna karakterizacija
Kognitivna znanost se može posmatrati kao multidisciplinarno istraživanje koje obuhvata
� 1. Konzorcij znanstvenih područja
� 2. Konzorcij hipoteza
� 3. Konzorcij strategija istraživanja
� 4. Konzorcij metoda
2
Epistemološke pretpostavke
� NATURALIZIRANA EPISTEMOLOGIJA= Epistemološko stanovište znanosti koje se bave istraživanjem kognitivne strukture .
� Principi:
Prvo: ljudski organizam je kao i svaki drugi prirodni organizam � Prvo: ljudski organizam je kao i svaki drugi prirodni organizam jedan fizički sistem s vrlo određenom strukturom i funkcionalnom organizacijom.
� Drugo: mentalni procesi i mentalna stanja nisu izvanjski “unosi” neke duhovne strukture u biofizičku strukturu, nego su proizvod biofizičkih procesa unutar jednog cjelovitog biofizičkog sistema.
3
� Treće: inteligentni prirodni sistem kakav je čovjek , može biti, kada se dosljedno istraži i analizira, paradigma ili metafora za objašnjenje i konstrukciju drugih inteligentnih sistema koji nisu prirodne strukture, nego načinjeni od umjetnih materijala.
� Četvrto: način na koji se svi procesi (fizički + mentalni) u jednom inteligentnom prirodnom ili vještačkom sistemu mogu istraživati jeste eksperimentalni, empirijski metod mogu istraživati jeste eksperimentalni, empirijski metod prirodnih znanosti.
� Peto: jezik u kojem se može dati zadovoljavajući opis strukture i funkcioniranja inteligentnih sistema (prirodnih i umjetnih) jeste jezik fizike, jezik koji počinje terminima opažanja i završava logičkim generalizacijama.
4
Konzorcij znanstvenih područja
� Kognitivna psihologija
� Kognitivna neurobiologija
� Kognitivna neuropsihologija
� Kognitivna ethologija� Kognitivna ethologija
� Artificijelna inteligencija (AI)
� Kognitivna estetika
� Računarska psihologija
� Fuzzy lingvistika
� Filozofija uma
� Filozofija jezika
5
Konzorcij hipoteza
� Hipoteza o razdvojenosti mentalnih i fizičkih procesa
� Hipoteza o anomalijskom monizmu (Davidson)
� Hipoteza o simboličkom / logičkom / računarskom kognitivizmu(Simon / Newill)kognitivizmu(Simon / Newill)
� Hipoteza o internalnom i intencionalnom reprezentiranju(Fodor)
� Hipozeta o eliminativnom materijalizmu / strogom fizikalizmu (Daniel C.Dennet)
� Hipoteza o jedinstvu uma i mozga (Pat Churchland)
6
Konzorcij strategija istraživanja
� Emiprijska strategija (empirijska psihologija, empirijska lingvistika, empirijska neurobiologija, ...): traži da se empirijskim istraživanjima (testovima, mjerenjima,kliničkim metodama) dodje do saznanja kako funkcionira kognicijakognicija
� Generalni principi teorije (teorijska psihologija, teorijska lingvistika, teorijska neurobiologija, ...): traži da se iz generalnih teorijskih principa deduciraju kognitivne sposobnosti i onda da im se pridruže empirijski podaci
7
Istraživanje kognitivnih relacija koje postoje izmedju
� kompleksnih neurofizioloških i celularnih procesa u ljudskom mozgu i centralnom nervnom sistemu;
� kompleksnih mentalnih procesa, njihove strukture i � kompleksnih mentalnih procesa, njihove strukture i njihove funkcionalne organizacije;
� kompleksnih verbalnih i neverbalnih, intencionalnih i neintencionalnih, svjesnih i nesvjesnih ponašanja subjekata;
8
� kompleksnih tipova reprezentacije u prirodnim jezicima i umjetnim jezicima;
� računarskih simulacija organizacije i funkcija inteligentnih sistema te mogućnosti konstruiranja umjetnih inteligentnih sistema u robotici;
� prirodom komunikacije zasnovane na navedenim � prirodom komunikacije zasnovane na navedenim istraživanjima i načinima manipulacije, predviđanja i produciranja, kontrole i usmjeravanja ponašanja ljudskih inteligentnih sistema,
� ponašanja životinja, i
� funkcioniranja paralelnih i distribuiranih sistema umjetne inteligencije u robotici
9
Centralno pitanje kognitivne znanosti
� Kognitivna znanost postala područje susreta istraživača-specijalista i filozofa čiji rad motivira generalno pitanje:
kako (how) funkcionira / djeluje / radi (work) ljudski um
(mind) ? (mind) ?
� Povezana pitanja
� U kakvom su odnosu um i tijelo?
� Kako se odnose um i mozak?
� Kako mentalni procesi uzrokuju fizičke procese?),
10
Analogija: mozak = um
� Identificiranje uma i mozga , istrživanje mozga, služi danas
kao velika paradigma svih teorija uma.
� makroanatomska arhitektura mozga (anatomija hemisfera, � makroanatomska arhitektura mozga (anatomija hemisfera, anatomija kore velikog mozga s režnjevima, brazdama i vijugama, anatomija hipokampusa, talamusa i amigdale, anatomija limbičkog sistema, bazalne ganglije i cerebeluma) i
� mikroanatomska arhitektura mozga (anatomija neuronske ćelije, vrste sinaptičkih veza, djelovanje neurotransmitera, djelovanje receptora )
11
Konzorcij tehnika i metoda
� Istraživanja arhitekture mozga i različitih nivoa neuronske aktivnosti u posljednjem desetljeću okarakterizirano je od nekih autora kao “dekada istraživanja mozga”
� Ta istraživanja su omogućena pronalaženjem i primjenom � Ta istraživanja su omogućena pronalaženjem i primjenom novih metoda istraživanja aktivnosti mozga koja su poduzeta u neuroanatomiji
� Nove tehnike snimanja mozga x-zracima i magnetnom rezonancom, kao što su: EEG, ERP, MEG, CT, MRC, Xe rCBF, PET, SPECT, fMRI i druge
12
� (CT) Computed tomography , Računarska ili kompjuterskatomografija je metoda kasnije poznata kao computed axial
tomography (CAT or CT scan) ili body section roentgenography.
� (EEG) Electroencephalography Elektroencefalografija je metod mjerenja električne aktivnosti koju proizvodi mozak a dobija se uz pomoć elektroda koje stavljaju u vlasište glave
� EEG topography Elektroencefalografska topografija jetehnikasnimanja neuronske strukture u kojoj se veliki broj elektrodaEEG elektroda stavlja u glavu prateći geometrijske linije već određenih tačaka .Posebni softver u kompjuterskom aparatu pokazuje aktivnost na kolor ekranu ili na printeru tako što upisuje količinu aktivnosti različitim tonovima boje
13
� (MRI) Magnetic resonance imaging Snimanje magnetskerezonancije je metod koji se primarno koristi za medicinsko snimanje kojim se vizualizira struktura i funkcija tijela. Ona pruža detaljnu sliku tijalu različitim planovima.
� (fMRI) Functional magnetic resonance imaging Snimanje funkcionalne magnetske rezonacijeje metod upotrebe MRI za mjerenje hemodinamičkog odovora koji je povezan s mjerenje hemodinamičkog odovora koji je povezan s neuronskom aktivnošću u mozgu ili u kičmi ljudi ili životinja.
�
� (MEG) Magnetoencephalography Magnetna encefalografijaje tehnika snimanja koja se koristi za mjerenje magnetskog polja kojeg proizvodi električna aktivnost mozga. Koriste se izizetno senzitivna sredstva kao SQUID.
14
� (PET) Positron emission tomography Topografija pozitronskogisijavanja je metod nuklearne medicine za pravljenje tri-dimenzionalnih slika ili mape funkcionalnih procesa u tijelu
� (SPECT) Single photon emission computed tomography
Kompjuterska tomografija pojedinačnog isijavanja fotona je Kompjuterska tomografija pojedinačnog isijavanja fotona je metoda snimanja koja spada u nuklearnu tomografiju i koja koristi gamma zrake. Vrlo je slična snimanju konvencionalne nuklearne medicine koja koristi gamma kameru.
�
15
Nove neurobiološke metode
� metodom farmakološke manipulacije, odnosno primjenom različitih supstanci, nastoji se djelovati na promjenu celularne aktivnosti;
� metodom anestezije određenih zona mozga nastoji se utvrditi funkcionalna i motorička aktivnost;
metodom mjerenja cirkulacije i metabolizma u mozgu � metodom mjerenja cirkulacije i metabolizma u mozgu utvrđuje se aktivnost zona mozga pri obavljanju kognitivnih zadataka;
� metodom električnih mikrostimulacija određenih dijelova mozga definira se motorički odgovor
� metodom elektroencefalografije određuje se neuronska aktivnost i njena potencija.
16
Simbolička reprezentacija i kognicija
� Razvoj
� umjetnih jezika,
� simboličke (kanonske notacije), � simboličke (kanonske notacije),
� logičke sintakse znanosti,
� logike kao jezika znanosti,
snažno je utjecao na razvoj istraživanja umjetne inteligencije i logičkog programiranja a onda i njihove upotrebe u stvaranju modela ljudskog kognitivnog sistema.
17
Sistemi koji koriste simbole= inteligentni sistemi
� Potraga za otkrivanjem strukture i funkcija ljudskog uma proširila se je s ljudi na sve fizičke sisteme koji su djelomično intelignetni ili bi mogli biti inteligentni:
� na životinje (etologija, kognitivna etologija, računarski etološki modeli) i
� na mašine / strojeve (umjetna inteligencija, robotika, računari).
18
Logičke osnove istraživanja
� MONOTONIJSKA LOGIKA je osnova binarnih simboličkih sistema koji funkcioniraju na principima dvovrjednosnog računa iskaza i računa predikata (Booleove funkcije, 0 i 1): numeričko programiranje (11, 01, 10, 00, 011, 101, 001..)
� FUZZY LOGIKA je osnova viševrijednosnih calculusa i fuzzy calculusa koji služe za konekcionističku ili paralelno distribuirano povezivanje podataka : soft computing(Zadehovi fuzzy skupovi> funkcija pripadnosti
izmedju o i 1 ), 0.0 / 0.1/ 0.2/ 0.3/ 0.4/…./1.0/
19
Kognitivni algoritmi
� Otkrivanje zadovoljavajućeg tipa algoritma, a to znači pravilnog i mehaničkog procesa operiranja simbolima i kontrole ove procedure, na kojem počivaju prirodni (ljudski) kognitivni procesi, nije moguće bez analize i konstrukcije različitih tipova logičkog jezika u kojima konstrukcije različitih tipova logičkog jezika u kojima se algoritam izražava.
� ALGORITAM = LOGIKA + KONTROLA
20
Nove tehnike vještačke inteligencijeSOFT COMPUTING
�Neuronske mreže
�Genetički algoritmi
�Fuzzy sistemi�Fuzzy sistemi
�Ekspetni sistemi
�Grubi skupovi
�Teorije kaosa
21
Umjesto definicijeKognitivna znanost je interdisciplinarno područje istraživanja, utemeljeno na naturalističkoj epistemologiji
koje se u širem smislu može odrediti kao znanost o biofizičkim i mentalnim uzrocima fenomena svjesnog , intencionalnog i inteligentnog ponašanja, inteligentnog ponašanja,
a u užem smislu kao znanost o neurofiziološkom porijeklu, funkcionalnoj organizaciji, intencionalnoj karakterizaciji i tipovima reprezentacije mentalnih procesa i njihove interakcije s verbalnim i neverbalnom ponašanjem humanih inteligentnih sistema, ponašanjem životinja, kao i u konstrukciji i funkcioniranju umjetnih inteligentnih sistema.
22
Recommended