Człowiek: istota (nie w pełni) wirtualna

Włodzisław DuchKatedra Informatyki Stosowanej UMK

School of Comp. Engineering, Nanyang Technological University, Singapur

Google: W Duch

Wrocław 2-3.12.2011

Plan • Świat realny i świat poznawalny.• Neuronalny determinizm.• Co i skąd o sobie wiemy? • Procesy w mózgu i ich konceptualizacja.• Języki i obrazy, język i ciało. • Neurobrazowanie – co widać w mózgu? • Trajektorie umysłu. • Wpływ technologii na nasz wirtualny świat.

To umysł się porusza … I Patriarcha Bodidharma: Umysł, który jest naszą prawdziwą naturą … reagując na okoliczności przekształca się w mentalne zdarzenia.

Chiński tekst (początek 13 wieku):

Szósty Patriarcha Hui-Neng przybył do świątyni. Wiatr trzepotał świątynną chorągwią. Dwaj mnisi spierali się o to. Jeden mówił, że wiatr się porusza. Drugi mówił, że chorągiew się porusza. Daremnie przekonywali się nawzajem.

Patriarcha powiedział: To nie wiatr. To nie chorągiew. To wasz umysł jest tym, co się porusza.

Idealiści?Biskup George Berkeley (1685-1753): teorie filozofów prowadzą do sceptycyzmu i ateizmu.Gorąco i zimno, słodycz i gorycz, kolory i dźwięki nie istnieją poza umysłem.„Esse est percipi", istnienie rzeczy oznacza ich postrzeganie.Czy zapach jest w róży czy w umyśle? Czy róża pachnie gdy nikogo nie ma w pobliżu?Wydzielanie cząsteczek chemicznych to nie zapach.

Czy w lesie, w którym nikogo nie ma, padające drzewo wydaje dźwięk?

Stawiamy się od razu w sytuacji obserwatora, który by ten dźwięk usłyszał, ale w lesie nikogo nie ma! To zdarzenie nie istnieje w wirtualnym świecie umysłu.

Nasza wirtualna rzeczywistość: zespół wrażeń zmysłowych w umysłach, bez bezpośredniego związku z rzeczywistością.

Zrozumieć umysłPotrzebna jest refleksja nad rzeczywistością, a nie plątanie się w wyobrażeniach, które z rzeczywistością mają niewiele wspólnego.

I Przykazanie: Nie będziesz miał cudzych bogów przede Mną. Jahwe (Jestem, który jestem).

Refleksja wymaga by najpierw poznać , co o rzeczywistości wiadomo.Moje zadanie: pokazać, co wiemy na temat procesów poznawczych, jak je ujmować w sposób pojęciowy.

Procesy fizyczne => opis pojęciowy: geny, białka, neurony, neurotransmitery, impulsy elektryczne, glej, pobudzenia elektrochemiczne, struktury mózgu … Pojęcia empiryczne => opis matematyczny relacji pomiędzy mierzalnymi wielkościami lub tylko abstrakcyjnymi pojęciami i parametrami. Opis matematyczny => pojęcia teoretyczne: neurodynamika, atraktory, chaos, dyskretyzacja ciągłych procesów, język matematyki >> język werbalny. Opis na poziomie psychologicznym i literackim. Wpływ zachowania na genetykę i odwrotnie: holistyczne podejście.

Rozumienie w filozofii ICzy umysł może zrozumieć sam siebie? Jaki ma sens to pytanie? Co oznacza „zrozumieć”? Co takiego zmienia się w nas, gdy coś zrozumiemy?

• John Locke: świadomość jest postrzeganiem tego, co jest w umyśle. Co jest w umyśle i czy ja zawsze o tym wiem? Co mogę postrzec wewnętrznie, a co przez obserwację od zewnątrz i obserwację swojego działania? Na ile wewnętrzne zrozumienie przypomina percepcję? Naoczne rozumienie? • Bernard Lonergan, SJ (1957) Insight; a study of human understanding.

New York: Philosophical Library. Akty wglądu są jakościowo różne od aktów doznania zmysłowego, życie wewnętrzne wykracza poza wiedzę czerpaną ze zmysłów. Mamy instynkt zadawania pytań, doznawania wglądu, dochodzenia do prawdy.• Paul Churchland: teorie, przekonania formują się stopniowo w sieciach

neuronowych mózgu, ujęcie koncepcyjne tego nie oddaje. • Patricia Churchland: neurofilozoficzna epistemologia.

Rozumienie w filozofii II• Robert Piłat, Umysł jako model świata. Wyd. IFiS PAN 1999. Umysł jako subiektywny, osobisty, funkcjonujący model świata. Ale co do nas dociera i jaki model na tej podstawie potrafimy zbudować?

• Andrzej Chmielecki, Fenomen rozumienia. Filo-sofija 4Intuicja, zrozumienie, zmysłowość jako podstawa intelektu. Całościowych charakter rozumienia: nie zawsze jest to sekwencja kroków rozumowania, może być jednoczesne ujęcie, tj. powstanie jednego zsynchronizowanego stanu pozwalającego na powstanie właściwych skojarzeń i wszystkie odpowiedzi na dany temat.Rozumiem: sygnał, że taki stan powstał, np. po wysłuchaniu zdania, sygnał gotowości do przyjmowania dalszej informacji – Hai, Tak, OK.

Złożoność organizmu: DNA 100 mld km, 666x Ziemia-Słońce!Złożoność mózgu: 1014 synaps, 1015 operacji/sek! Złożoność umysłu jest niewielka. „Ja” prawie nic nie wie o szczegółach pracy organizmu i nie może wiele o sobie wiedzieć!

NeurofenomenologiaFrancisco Varela, Neurofenomenologia: metodologiczne lekarstwo na trudny problem. JCS (1996), tł. Avant 01/2010.Neurofenomenologia: połączenie współczesnej kognitywistyki z metodycznym ujęciem ludzkiego doświadczenia. Fenomenologiczny opis struktury doświadczenia i jego odpowiedniki w naukach poznawczych wzajemnie się precyzują (reciprocal constraints). • „… znaczący rozwój kognitywistyki osiągnięto niemal wyłącznie w ramach

podejścia kognitywno-obliczeniowego lub koneksjonistycznego. • Koneksjonizm umożliwił sformułowanie rewolucyjnej idei zakładającej

istnienie przejść oraz mostów między różnymi poziomami wyjaśniania.• Filozofia emergencji: „w jaki sposób lokalnie obowiązujące reguły mogą

prowadzić do globalnych własności”. • Program badań: korelacje pomiędzy doświadczeniem subiektywnego

przeżywania świata i badaniami nad mózgiem oraz psychologią eksperymentalną.

Czy taki program ma szansę powodzenia?

Doświadczenie i wiedzaVarela: nie mamy żadnej idei, czym mógłby być umysł lub poznanie, z wyjątkiem naszego własnego doświadczenia. To samo można powiedzieć o wszystkich innych ideach, łącznie z wyobrażeniami o sobie. Jaki jestem? Definiuję się w dzieciństwie na podstawie samoobserwacji. A ja reaguję tak, lubię to, a mnie to denerwuje, a mnie nie …

– Dziękuję ci, Puchatku – powiedział Tygrys – bo żołędzie to jest coś, co Tygrysy lubią najbardziej.

Indywidualne różnice w stylach myślenia.Agnozja wyobrażeniowa i przepływ informacji w mózgach.Skąd wiem, co myślę? Myśl: jednoznacznie uformowana, stan mózgu, który można odróżnić od innych, ale czasem najpierw jest działanie – po co ja tu przyszedłem … Czytanie na głos do XIV wieku. Mówienie do siebie i rozumienie własnych myśli i poleceń.

Język i ucieleśnienieUcieleśnienie jest modne ale nie takie nowe, eg: • R. Brooks, Elephants Don’t Play Chess (1990),

R. Brooks, L.A. Stein, Building Brains for Bodies (1993), Cog project manifesto (1993-2003).

• Varela, Thompson, Rosch, The embodied mind 1991W lingwistyce: • Lakoff & Johnson, Philosophy In The Flesh (1999).• Lakoff & Nunez, Where Mathematics Comes From? How the Embodied

Mind Brings Mathematics into Being (2000).

Postępy lingwistyki komputerowej są powolne, pojawiły się metody statystyczne korzystające z ogromnych korpusów, oraz idee enaktywizmu.• Protojęzyki w komunikacji robotów (Kismet, Aibo).• Conceptual blending (Gilles Fauconnier, Mark Turner 1993). • Matematyka kognitywna (Lakoff) tłumaczy metafory leżące u podstaw

rozumienia abstrakcyjnych pojęć.

Jakie ucieleśnienie?Jak mogą wyglądać "ucieleśnione" reprezentacje? • Brak reprezentacji, jedynie reakcje sensomotoryczne? • Wszystkie pojęcia są ucieleśnione, czy tylko pojęcia pierwotne?

Aaron Sloman (2007): wszystkie proste pojęcia wywodzą się z cielesnych doświadczeń, inne są wymyślane, złożone, abstrakcyjne.David Hume podał przykład pojęcia złożonego: “złota góra”. Zamiast ugruntowania symboli Sloman proponuje jedynie ich zaczepienie.

Erozja

Dialog króla Milindy z buddyjskim mędrcem Nagaseną sprzed 2600 lat, w odpowiedzi na pytanie „Skąd się biorą skłonności”:

– Kiedy pada deszcz, dokąd płynie woda? – Będzie płynąć po pochyłościach gruntu. – A gdyby deszcz spadł ponownie, dokąd by płynęła woda? – Płynęłaby w tym samym kierunku, co pierwsza woda.

Neuronalny determinizm

Ogranicza nas genetyczny i neuronalny determinizm.

Neuronalny determinizm: wynik doświadczeń życiowych, wychowania, prania mózgu; nie możemy myśleć inaczej, niż pozwala nam na to aktywność neuronalna.

Genetyczny determinizm częściowo ma wpływ na neuronalny.

Neuronalny determinizmGeny określają charakter, predyspozycje, zdolności, ale nie konkretne decyzje.

• Nasze przeżycia wynikają z specyficznych stanów mózgu.

• Świadome przeżycia nie są tu wyjątkiem.

• Jakie są stany są nam dostępne?

Neuronalny determinizm: nie możemy myśleć inaczej, niż pozwala na to aktywność neuronalna, która jest ukształtowana przez indywidualne doświadczenia życiowe, wychowanie, kulturę, religię.

Czy jesteśmy odpowiedzialni za swoje myśli, spontanicznie się pojawiające?

Czy decyzja są zdeterminowane? Wiele czynników stochastycznych wpływa na proces podejmowania decyzji: nieprzewidywalna sytuacja zewnętrzna stwarzająca unikalny i niepowtarzalny kontekst, plastyczność mózgu i zmiany w ekspresji genów na skutek indywidualnych przeżyć, a także cała indywidualna historia danej osoby określająca możliwe stany mózgu.

Nie są przewidywalne, ale w jakim sensie „ja” ma na nie wpływ?

Świat to twór umysłu

Chociaż część tego, co postrzegamy dochodzi przez zmysły od obiektów znajdujących się przed nami, inna część (a może to być większa część) zawsze pochodzi z naszej własnej głowy.

William James The Principles of Psychology, 1890

Mózg ma mnie, nie ja mam mózg. To mózg widzi i czuje, wszystkie nasze wrażenia i myśli są jego wytworem.

Ile na tym obrazku widać delfinów?Większość dzieci do 10 roku życia nic innego nie widzi, ale to się zmienia.

Świat to twór naszej wyobraźni …

To tylko Wasz umysł się porusza … każdemu nieco inaczej. Nasze przeżycia osobiste nie są świadectwem obiektywnej prawdy.

Chociaż część tego, co postrzegamy dochodzi przez zmysły od obiektów znajdujących się przed nami, inna część (a może to być większa część) zawsze pochodzi z naszej własnej głowy.

William James, The Principles of Psychology, 1890

WyobraźniaJak i gdzie tworza się obrazy mentalne?• Borst, G., Kosslyn, S. M, Visual mental imagery and visual perception:

structural equivalence revealed by scanning processes. Memory & Cognition, 36, 849-862, 2008.

Liczne eksperymenty pokazują, że reprezentacja obrazów wyobrażonych wymaga udziału tych samych struktur co widzenie; aktywacja LGN ma 10-15% pobudzeń z siatkówki, pozostałe 95-90% z kory wzrokowej! • Cui, X et al. (2007) Vividness of mental imagery: Individual variability can be

measured objectively. Vision Research, 47, 474-478.

Wyniki testów Vividness of Visual Imagination (VVIQ) są skorelowane z aktywnością kory wzrokowej w obrazowaniu fMRI jak i z wynikami testów pamięci – co od razu zauważyłem a co mogę zauważyć jeśli mam żywy obraz? Są tu znaczne różnice w sposobie działania mózgów, nie każdy ma żywą wyobraźnię, narysuje coś z pamięci, zauważy zmiany. Dlaczego? Pobudzenia od do zmysłów mają różną siłę.

Co trzeba wyjaśnić?• Nauka ma systematycznie weryfikować hipotezy. • Kontrast zjawisk związanych z działaniem świadomym i

nieświadomym i badanie związanych z nimi stanów mózgu.

Kiedy powstają świadome wrażenia?

Konieczna aktywność kory zmysłowej, np. V4=kolor, MT/V5=ruch.

Strumienie wstępujące i zstępujące łączą się, tworząc stany rezonansowe. Co dzieje się gdy przepływ informacji w jedną ze stron jest słaby?C. Gilbert, M. Sigman, Brain States: Top-Down Influences in Sensory Processing.Neuron 54(5), 677-696, 2007

Przetwarzanie informacji ze zmysłów w korze i wzgórzu podlega silnym wpływom "odgórnym", w których złożone hipotezy zmieniają procesy na niskim poziomie. Kora funkcjonuje jako system adaptacyjny, zmieniając aktywność pod wpływem uwagi, oczekiwań, zadań związanych z percepcją. Stany mózgu tworzą się przez interakcję pomiędzy wieloma obszarami, w tym modulację lokalnych mikro-obwodów przez sprzężenia zwrotne. Zakłócenia tego przepływu informacji mogą prowadzić do zaburzeń behawioralnych.

Dehaene i inn, Conscious, preconscious, and subliminal processing. TCS 2006Siła wpływu informacji wstępującej i uwaga (informacja zstępująca), dają 4 sytuacje, w których bodźce i uwaga są konieczne do świadomej percepcji.

Wiarygodność „ja”Test BBC: co ludzie zapamiętali z oglądanego zdarzenia? Niewiele.

Podważa to wiarygodność naocznych świadectw w sądach.

Co wpływa na nasze myślenie? Wszystko!

Pojęcia służą do komunikacji, samo myślenie jest pre-symboliczne.

Monti M.M, Osherson D.N, Logic, Language and the Brain. Brain Research 2011 (w druku): rola języka w rozumowaniu dedukcyjnym jest ograniczona do początkowego etapu w którym werbalnie prezentowana informacja ulega zakodowaniu w postaci niewerbalnych reprezentacji. Te reprezentacje są wykorzystywane przez operacje mentalne ale nie wykorzystują neuronalnych mechanizmów związanych z językiem.

Muszę się też komunikować z samym sobą, pojęcia przydają się, by uformować własne poglądy, stąd ważne są dyskusje i wewnętrzny dialog.

Ludzie mówią jedno, wyrażając tradycyjne poglądy, a robią całkiem co innego – jeśli siebie nie obserwujemy nie wiemy jacy jesteśmy.

PoglądyPoglądy: wynik refleksji, wewnętrznego dialogu, wytwór sytuacji, a nie własność istniejąca.

Przykład: ankiety, kolejność i sposób zadawania pytań decyduje o wynikach.

1) Co sądzisz o związkach partnerskich kobiety i mężczyzny? 2) A co sądzisz o związkach partnerskich par homo?

Na samo pytanie „Co sądzisz o związkach partnerskich homo?” bez pierwszego odpowiada pozytywnie o 20% więcej badanych w ankiecie …

Czy mam poglądy na tematy, których nie przemyślałem? Nie, ale na poczekaniu je wymyślę, zależnie od kolejności pytań, pytającego, sytuacji.

Jak zareaguję w nowej sytuacji? Jak strażnik czy jako więzień (Zimbardo)?

Przeżycia: ciąg kolejnych synchronizacji i relaksacji, sekwencja stanów mózgu.

Tyle wiemy o sobie, ile nas sprawdzono (Szymborska). Trzeba się ciągle sprawdzać!

Przestrzeń neuronalnaAktywność kory zmysłowej => wrażeń, w tym myśli.

Strumienie wstępujące i zstępujące łączą się, tworząc stany rezonansowe. Co dzieje się gdy przepływ informacji w jedną ze stron jest słaby?C. Gilbert, M. Sigman, Brain States: Top-Down Influences in Sensory Processing.Neuron 54(5), 677-696, 2007

Przetwarzanie informacji ze zmysłów w korze i wzgórzu podlega silnym wpływom "odgórnym", w których złożone hipotezy zmieniają procesy na niskim poziomie. Kora funkcjonuje jako system adaptacyjny, zmieniając aktywność pod wpływem uwagi, oczekiwań, zadań związanych z percepcją. Stany mózgu tworzą się przez interakcję pomiędzy wieloma obszarami, w tym modulację lokalnych mikro-obwodów przez sprzężenia zwrotne. Zakłócenia tego przepływu informacji mogą prowadzić do zaburzeń behawioralnych.

Dehaene i inn, Conscious, preconscious, and subliminal processing. TCS 2006Siła wpływu informacji wstępującej i uwaga (informacja zstępująca), dają 4 sytuacje, w których bodźce i uwaga są konieczne do świadomej percepcji.

Mózg jako substrat• Filozofia i psychologia opisuje naiwne wyobrażenia oparte na pojęciach nie

przystających do rzeczywistości. • W mózgu są tylko elektryczne impulsy, a nie obrazy czy dźwięki.

Musimy się wszystkiego nauczyć, nawet tego, jak unikać synestezji, jak odróżniać od siebie modalności zmysłowe, czy słyszę czy czuję dotyk?

• Mózg jest substratem, w którym może powstać świat umysłu, labirynt wzajemnych aktywacji. Świadome wrażenia to cień neurodynamiki.

• Czy da się opisać werbalnie stany mózgu z subiektywnego punktu widzenia? Gdybyśmy mieli doskonały model mózgu, czy dałoby się przewidzieć jego działanie w każdym kontekście?

Czym są pojęciaAktywność i synchronizacja pobudzeń przebiega różnymi drogami, w modelach możemy badać dynamikę tego procesu w czasie rozpatrywania pojęcia: za każdym razem kontekst + historia prowadzą do nieco innych aktywacji.

Pojęcie = symbol mentalny niosący pewne znaczenie? => Relacyjna kategoria stanu mózgu, sam stan nie jest dokładnie powtarzalny.Symbol = etykieta dla w miarę podobnych relacyjnie stanów.Punkt reprezentuje tu rozkład aktywacji w 140 obszarach mózgu, wizualizacja zachowuje relacje podobieństwa, widać baseny atrakcji stanów mózgu.

Język (165 eksperymentów)

Sieci funkcjonalneM. Anderson, BBS 2010

Paul Churchland• A Neurocomputational Perspective: The Nature of Mind and the Structure

of Science (1989); The Engine of Reason, The Seat of the Soul: A Philosophical Journey into the Brain, MIT Press, 1995.

• Tradycyjnie filozofia opierała się na logice, np. teorii prawdy Tarskiego. • Symboliczne modele umysłu rozkładu aktywności grup neuronów w

mózgu, model "sieciowy" lub "wektorowy„ jest bliższy rzeczywistości.• Teoria tworzy się stopniowo w naszych mózgach w czasie nauki, badania i

opisywania, jest wynikiem uczenia się przez sieci neuronowe w mózgu. • Powstaje zbiór wzajemnie ze sobą skojarzonych stanów, część związana jest

z aktywacją fonologicznych reprezentacji pojęć językowych - symboli. • Model wewnętrzny jest rzadko w pełni werbalizowalny, na poziomie

symbolicznym przekonania nie muszą więc sprowadzać się do zbioru reguł. • Przekonania o świecie są wynikiem procesów skojarzeniowych, to teorie w

postaci konfiguracji możliwych (potencjalnych) pobudzeń sieci neuronów, z większością lokalnych konfiguracji można związać pewien symbol.

Konektom

Cel: 1000 regionów, których aktywacja pozwoli scharakteryzować stan mózgu.Pojęcie = kwazistabilny stan, można częściowo opisać przez jego sąsiedztwo, relacje z innymi pojęciami, synonimami, antonimami.

Co o sobie wiemy?Eric Schwitzgabel: niewiele!http://www.faculty.ucr.edu/~eschwitz/

Describing Inner Experience? Proponent Meets Skeptic,ES + Russell T. Hurlburt, MIT Press (2007).Perplexities of Consciousness, MIT Press (2011).

• Czemu fenomenologia i psychologia oparta na introspekcji tak nam niewiele powiedziała o naturze umysłów?

• Czemu tak trudno jest ustalić, jakie są nasze doznania? • Czy są myśli bez mentalnych obrazów? • Czy sny mają kolory i są w nich dźwięki? • Które zmysły są źródłem informacji? • Czy mogę mieć błędne przekonania na temat swoich wrażeń? • Co właściwie wiem gdy nie mogę sobie przypomnieć ani nazwy

ani obrazu, ale wiem o co chodzi?

Co wie niemowlę?• Kontrolowanie swojego zachowania wymaga utworzenia odpowiednich

skojarzeń (stan umysłu-działanie), dzieciom zajmuje to wiele lat. • Intencjonalność jest odniesieniem do świata, ale realizowana jest poprzez

kwazi-stabilne stany powstające w mózgu. • Metafora „umysł jako lustro”: S. Laycock, Mind as Mirror and the Mirroring

of Mind: Buddhist Reflections on Western Phenomenology (1994).• Żeby coś spostrzec musi powstać stan

mózgu, istniejący dostatecznie długoby można go było odróżnić od przypadkowych fluktuacji.

• Jesteśmy świadomi tylko swoich stanówmózgu, reakcji na pobudzenia przezzmysły i pobudzenia pamięci.

• A nie B: formowanie się umysłu.

A-nie BZabawka (jedzenie) chowana jest w pudełku A i po krótkiej przerwie dziecko (zwierzę) może ją stamtąd wyciągnąć. Po kilku powtórzeniach w A zabawka chowana jest w miejscu B; dzieci szukają nadal w A, chociaż patrzą na B! Takie efekty obserwuje się w rozwijającym się mózgu dzieci ~ 8 miesięcznych (Piaget 1954), doświadczenia robiono też na zwierzętach. Interakcje pomiędzy pamięcią aktywną i synaptyczną - wagi już się zmieniły ale pamięć aktywna jest w innym stanie: co zwycięży?

Pamięć aktywna nie działa u dzieci równie sprawnie co synaptyczna, lezje w okolicach kory przedczołowej wywołują u dorosłych ludzi i rezusów podobne efekty. Dzieci robią mniej błędów patrząc w kierunku miejsca, gdzie schowano zabawkę, niż sięgając po nią. Jest wiele interesujących wariantów tego typu doświadczeń i prób wyjaśnień na różnym poziomie.

Co wie dorosły?• Na obrazku częstość przyznawania przepustki w zależności od pory dnia dla

1000 decyzji 8 sędziów izraelskich z 20-letnim stażem pracy (S. Danziger, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1018033108, 2011).

• Przypadkowe osoby pytane, gdzie jest ulica Walentynkowa okazały się dwa razy bardziej skłonne do udzielenia pomocy minutę po zadaniu tego pytania, niż osoby pytanie o ulicę Martina (Baumeister i inn, Personality and Social Psychology Bulletin, 35, 260-268, 2009).

• Kiedy szansa na przepustkę spada do zera trzeba nakarmić sędziego!

Happiness is a warm gunPewnego kwietniowego ranka zbudziłem się z wyraźną świadomością, że zrozumiałem o co chodzi w piosence Beatlesów, „Happiness Is a Warm Gun“. Nie słuchałem jej wiele lat, nie myślałem o niej, nigdy nie rozumiałem jej tekstu, jednego z najdziwniejszych jakie znam.

The man in the crowd with the multicoloured mirrors on his hobnail boots, lying with his eyes while his hands are busy working overtime,a soap impression of his wife which he ate and donated to the Nation Trust.

I need a fix 'cause I'm going down Down to the bits that I left uptown I need a fix cause I'm going down Mother Superior jump the gunHappiness is a warm gun, Bang Bang Shoot Shoot

Dlaczego po latach o tym pomyślałem? Jak długo mogą się utrzymywać nieświadome procesy działające w tle?

Do zmysłów• Normalna percepcja wymaga przygoto-

wania kory zmysłowej przez pobudzenia odgórne – inaczej sygnał nie da się zinterpretować.

• Jeśli mamy słabe połączenia w stronę kory zmysłowej to mamy słabą wyobraźnię, agnozję wyobrażeniową.

Jak to się przejawia?Nie wiem, co się dzieje w mojej głowie bo nie wywołuje to typowych wrażeń, ale nieświadome procesy mają nadal wpływ na zachowanie.Dlaczego zaczynam nucić piosenkę? Chodzi mi „po głowie” ale nie wiem tego dopóki nie zanucę lub zagwizdam. Z wielu procesów możemy nie zdawać sobie sprawy dopóki nie zauważymy, co robimy, interpretacja jest często konfabulacją. Myślenie jest bardziej abstrakcyjnie bo nie traci się energii na pobudzanie zmysłów, ale architektem lub muzykiem trudno zostać.

The Listener

James C. Christensen

Słowa w mózguEksperymenty psycholingwistyczne dotyczące mowy pokazują, że w mózgu mamy dyskretne reprezentacje fonologiczne, a nie akustyczne.Sygnał akustyczny => fonemy => słowa => koncepcje semantyczne.Aktywacje semantyczne następują 90 ms po fonologicznych (N200 ERPs).F. Pulvermuller (2003) The Neuroscience of Language. On Brain Circuits of Words and Serial Order. Cambridge University Press.

Fonologiczna gęstość otoczenia słowa = liczba słów brzmiących podobnie jak dane słowo, czyli dająca podobne pobudzenia mózgu.

Semantyczna gęstość otoczenia słowa = liczba słów o podobnym znaczeniu (rozszerzona podsieć aktywacji).

Sieci działania – postrzegania, wnioski z badań ERP i fMRI.

Semantyka fMRI

Wektory semantyczne V(S) wyznaczono obliczając korelacje z dużego korpusu słów (1012), z 25 wybranymi cechami. Model uczono korelacji V(S) ze skanami fMRI, biorąc 58 do uczenia i przewidując dwa pozostałe. Osiągana dokładność była poziomie 77%.

Aktywacja mózgu obserwowana w fMRI dla danego pojęcia jest prototypem stanu mózgu związanego z sensem tego słowa.

Pozwala to za pomocą korelacji pomiędzy słowami przewidzieć aktywacje dla nowych pojęć. Pobudzenia mózgu to naturalna baza dla reprezentacji semantycznych.

2010 First Workshop on Computational Neurolinguistics.

Segmentacja doświadczenia

Świat naszych przeżyć jest sekwencją scen, stany przejściowe nie są postrzegane (J.M. Zacks, N.K. Speer et al. The brain’s cutting-room floor: segmentation of narrative cinema. Frontiers in human neuroscience, 2010).

Automatyczna segmentacja doświadczenia to podstawa percepcji, ułatwiająca planowanie, zapamię- tywanie, łączenie informacji. Przejścia pomiędzy segmentami wynikają z obserwacji istotnych zmian sytuacji, pojawienia się postaci, ich interakcji, miejsca, celów, jak na filmie. YouTube: rekonstrukcja wideo z aktywności mózgu .

Problemy wymagające wglądu

Prawy płat skroniowy

Lewy płat skroniowy inicjuje, pomaga kategoryzować.Start: opis problemu = rozkład pobudzeń obszarów mózgu

Cel

Kroki

Neuromodulacja (emocje)

Nieświadome wyboryNijmegen Unconscious Lab, http://www.unconsciouslab.com

Dijksterhuis, Nordgren, Unconscious Thought Theory, Perspectives on Psych. Science 2006

Czy racjonalnie podejmowane decyzje są najlepsze?

• Większość procesów myślenia jest spontaniczna i odbywa się nieświadomie, widzimy tylko skutki w postaci myśli;

• kreatywność wymaga nieświadomego myślenia, po prostu „przychodzi mi do głowy”;

• podejmowane decyzje są często bardziej zadawalające, szczególnie w skomplikowanych przypadkach (wybór mieszkania czy żony).

Nie wiem dlaczego tak wybieram bądź postępuję, reakcje mózgu są zbyt skomplikowany bym je mógł świadomie poznać.

Mózgi i zachowania aspołeczneMobbs D, Lau HC, Jones OD, Frith CD, Law, Responsibility, and the Brain. PLoS Biol 5(4): e103 (2007)

Kora przedczołowa (PFC) jest siedliskiem moralności i racjonalności. Uszkodzenia PFC prowadzą do nabytej socjopatii, zbrodni w afekcie. Uszkodzenie ciał migdałowatych => zaniku empatii, braku strachu, zachowań typowych dla psychopatów działających bez emocji.

Oceny w więzieniach USA pokazują, że ~25% przypadków to te dwie kategorie, często z powodu komplikacji porodowych lub traumy.

Uszkodzenia VMPC i moralność

Burns, Swerdlow 2003

Pedofilia wywołana guzem mózgu

Czy niemoralne zachowanie to wynik wolnego wyboru czy wewnętrznego przymusu?

Nowotwór uciskał prawą korę orbitofrontalną i brzusznoboczną korę przedczołową.

Pedofilia i inne objawy ustąpiły po operacyjnym usunięciu guza, i powróciły, gdy guz znowu się pojawił.

Wola to jedno z wrażeń ...

Wegner DM, The illusion of conscious will. MIT Press( 2002)

Możemy działać, ale nie być tego świadomi, np: popychając talerz w czasie seansu spirytystycznego, różdżkarstwa czy hipnozy.Możemy mieć wrażenie działania, chociaż nie działamy: w wielu eksperymentach z poczuciem "sprawstwa" pokazano, że przypisywanie sobie wyników działań może być złudne.

Świadome działanie woli nigdy nie jest bezpośrednią przyczyną naszego działania, intencja jak i działanie są wynikiem wspólnej przyczyny, jaką jest nieświadoma aktywacja mózgu (głównie podkorowa). Stymulacja TMS : nawet jeśli wybory lewej lub prawej strony są w 80% po prawej wybór nadal uznawany jest za wolny... możemy być sterowani !Brasil-Neto i inn. J.Neurology, Neurosurgery Psychiatry 55:964-966, 1992

Wola jest wrażeniem wynikającym ze zwrócenia uwagi na stan aktywacji kory przedruchowej (Pre-SMA).

Choroby woliO chorobach woli mówi się od niedawna, dopiero DSM V je uwzględni.

Nałogi związane z obsesyjnym zachowaniem, np. patologiczny hazard, seksoholizm, pracoholizm (ergomania), gry, telewizja, internet …

Uzależnienia od substancji, np. narkomania, lekomania, alkoholizm, nikotynizm, jedzenie (anoreksja, bulimia), czekolada …

Zaburzenia kontroli impulsów, np. zakupomania, kleptomania,piromania, obgryzanie paznokci, trichotillomania …

Spektrum zaburzeń obsesyjno-kompulsyjnych, tiki, Tourett …

Wola działania zanika zarówno w depresji, schizofrenii, jak i na skutek udarów mózgu kory przedczołowej.

N. Sebanz, W. Prinz, Disorders of Volition. MIT Press, 2006.

Takie zachowania potępiane są tradycyjnie z moralnego punktu widzenia.

W.G. Campbell (2003) twierdzi, że uzależnienia są chorobami woli związanymi z zaburzeniami poznawczymi, które utrudniają przypominanie negatywnych konsekwencji. Leczenie powinno ułatwić dostęp do pamięci skutków nałogu.

Mózg i wola

Jakie są opcje? Naiwna, całkiem bezwolna i refleksyjna.

Czy jesteśmy bezwolni? Źle to wpłynie na motywacje … Wszystko to tylko mechaniczne procesy, nie ma ‚ja’, które tym kieruje? Zależy, jak rozumiemy to ‚ja’.

Świadomość

Mózg

Wola

ZachowanieGenyŚrodowiskoFluktuacje

Świadomość

Mózg

Zachowanie

GŚF

Świadomość+Ja

Mózg

Wola

ZachowanieG ŚF

"Ja" bez granic• Decyzje podejmuje cały mózg, nie wszystkie są uświadamiane, możemy dążyć

do czegoś nie zdając sobie z tego sprawy. • Jeśli będziemy ich świadomi to "ja" może to zmienić – postępuję niezgodnie

ze swoimi zasadami lub ideałami.• Wolna wola = kontrola mojego działania w zgodzie z przekonaniami, możliwa

jest tylko dzięki świadomej refleksji skutków swojego działania.

Ja =model siebie

Zachodzące w mózgu procesy wpływające na podejmowanie decyzji

Relacje ze światem, innymi istotami

Wielki umysł

Konsekwencje edukacyjne• Na ile środowisko ogranicza nasz wybór dając

odpowiednie wzorce? Dla dzieci czerwonych Khmerów zabijanie było naturalne.

• Wolny wybór narzucany jest nawet małym dzieciom, zamiast jasnych reguł, których się mogłyby trzymać – czy to ma sens?

• Jakie wzorce zachowania oferujemy dzieciom? Jakie jest ich źródło? Czy mamy coś oprócz magii Harrego Pottera?

• Od Grecji do Chin społeczeństwa wykształciły wiele wzorców postępowania w postaci personifikacji cnót (arete, persona, bodisatwa), ułatwiając dobry wybór i samoregulację zachowania – co oferuje nasza kultura?

Mnich w skanerze

Richard Davison i Matthieu Ricard

Brain Imaging Laboratory, University of Wisconsin-Madison

Szczęścia można się nauczyć!

Regulacja woli i emocji jest jedną z istotnych składowych tego procesu.

Matthieu Ricard, Happiness: A Guide to Developing Life's Most Important Skill (2006).

Długa i kręta droga …Mrówki niewiele wiedzą, a jednak ich zachowanie ma sens z punktu widzenia społeczeństwa mrówek.M. Maeterlinck: duch ula, mrowiska, kopca termitów.

• Jak należy rozumieć naturę ludzką? Jak ją kształtują społeczeństwa?

• Jak w przeszłości społeczeństwo regulowało zachowanie jednostek przez obyczaje, moralność, wierzenia ... jaki był ich sens (np. tabu)?

• Jak możemy lepiej zrozumieć i kontrolować swoje zachowanie, swoje głębsze potrzeby, emocje, empatię, sensowne cele, mądrość i szczęście?

• Jak wpływać na motywacje ludzi, na ich cele, tworzyć dobre wzorce?

• Jak aktywacja wyobraźni i odwoływanie się do wzorców wpływa na cele i zdolność do refleksji, ułatwia wybory z odroczoną nagrodą.

• Jak pewne formy zachowań kulturowych, literatury, sztuki, muzyki, rozpowszechniają się wpływając na rozwój mózgu?

• Praktycznie cele: przydatność neurofeedback, zastosowania w edukacji.

Hakuin Ekaku (1686 -1769)Zazen Wasan

...Bez końca krążymy w wszystkich sześciu światach.Z ciemnej ścieżki na ciemną ścieżkęwędrujemy w ciemności,jakże uwolnić się mamy z koła samsary?

Przyczyną naszych trosk jest złudzenie ego. ...A gdy zwrócimy się do wewnątrzi doświadczymy naszą Prawdziwą Naturą,że Prawdziwa Jaźń jest nie-jaźnią,że nasza własna Jaźń jest nie-jaźnią,staniemy ponad ego i poza zręcznymi słowami.Wtedy brama do jedności przyczyny i skutkuzostanie otwarta na oścież.

James Austin, Zen and the Brain, MIT Press 1999

Mózg-komputerJak możemy się przekonać, że artilekt jest naprawdę świadomy? Jaką miarkę przyłożyć? Potrzebne jest sprzężenie mózg-komputer (BCI).

BCI rozwija się głównie dla komunikacji z osobami całkowicie sparaliżowanymi, w stanie zamknięcia lub stanie minimalnej świadomości, ale największy rynek to kontrolery do gier.

Czy analiza EEG wystarczy do takiej komunikacji? ECG jest znacznie lepsze.

EmocjeEmocje wydają się niedostępne robotom bo sami nie potrafimy ich opisać i nie uczymy się analizy i kontroli emocji, ale mają je nawet prymitywne zwierzęta.

Od pierwszych prób z analizą i ekspresją emocji w robocie Kismet (2000) rozwinęła się informatyka afektywna.

Emocje są znacznie prostsze niż język naturalny.

Przykłady emocjonalnych zachowań robotów:

Kismet

Thespian

Grające roboty Sony.

Czy da się to zrobić?Tak! np. Pentti Haikonen (Nokia) robi symulacje modeli pamięci roboczej w których informacja sensoryczna (oparta o konkurencyjny algorytm dostępu do pamięci) przesyłana jest do obszarów skojarzeniowych.

Właściwe pytanie:

jak szczegółowy powinien być model by odtwarzać istotne cechy działania umysłu? Jeśli podsystem językowy będzie komentował stan pamięci roboczej, to jak będzie wyglądał ciąg jego komentarzy?

Strumień świadomości: śliczny kolor, całkiem jak morza na Capri ...

Symulacja całego mózguCzy możliwa jest symulacja całego mózgu lub budowa sztucznego mózgu w oparciu o elementy elektroniczne lub optyczne?• Komplikacja mózgu jest wielka:

10 mld neuronów i 100 trylionów połączeń.Taka złożoność będzie osiągalna w symulacjach za parę lat!

• Wiemy dostatecznie dużo by zbudować symulator głównych struktur mózgu, rozwijanego przez interakcję z otoczeniem, uwzględniającego szczegóły neurobiologiczne w odpowiednio uproszczony sposób.

• Chociaż nie rozumiemy wszystkich szczegółów lotu ptaków, ale potrafimy budować samoloty; czy potrzebujemy wszystkich szczegółów budowy mózgu do budowy sztucznego?

• Kilka dużych projektów: mózg na memristorach (USA), globalny symulator mózgu (EU), neurochipy analogowe, komputery kwantowe.

• Niebezpieczeństw związanych z rozumieniem mózgu jest wiele … manipulacja, sterowanie zachowaniem, neuromarketing …

Dokąd to prowadzi? Czy proces modelowania zbiegnie się do czegoś autentycznego, czy tylko do sprytnego kalkulatora?

Jak się ma symulacja myślenia do „myślenia prawdziwego”? Czy z cyfrowej chmury spadnie mokry deszcz?

Czy przyszły AIBO będzie miał psi umysł, a przyszły Kismet jak David z filmu AI?

Niemożliwe? Czego więc brakuje?

Allan Turing: świadomość to źle zdefiniowana koncepcja; wystarczy dostatecznie dobrze imitować umysł by nim być!

Czy taka imitacja będzie czymś świadoma swojego wewnętrznego świata, czy będzie zombi, wykonującym swój program?

Wielu filozofów umysłu (Jackson, Nagel, Searle, Chalmers ... ) próbowało wykazać, że jest tu jakiś magiczny czynnik ...

Nie mamy dobrych argumentów ograniczających możliwości maszyn.

Ludzie + komputery?The future confluence of humans and computers – FP7.• Wielki wpływ na procesy społeczne i indywidualny rozwój.

• Pełne zrozumienie tego procesu wymaga badań w wielu dziedzinach: kognitywistyce, filozofii, psychologii, socjologii, badaniach nad kulturą ...

• Nie rozumiemy jak technologia wpływa na zachowania społeczne, rozwijamy ją nie wiedząc w jakim kierunku pójdą spowodowane tym zmiany, jak zmienia się postrzeganie rzeczywistości i nasz wirtualny model świata.

• Wyzwanie: jak systemy komputerowe mogą nam pomóc lepiej zrozumieć nasze własne zachowanie, jego prawdziwe przyczyny, konsekwencja naszych działań, przedstawić scenariusze przyszłości wynikającej z naszych działań.

• Rozpoznawanie stanów intencjonalnych i emocjonalnych, uwalnianie zasobów uwagi, pamięci, empatii.

• Czy możliwy jest pozytywny wpływ na rozwój mózgu?

Moralność robotów?Autonomiczne uczące się roboty będą nieprzewidywalne, powinny więc być odpowiedzialne za swoje działanie.

Producenci oprogramowania nie odpowiadają za szkody …

Problem moralności i odpowiedzialności jest bardzo skomplikowany, ale coraz bardziej istotny: jakie decyzje powinny podejmować roboty? Na jakich zasadach je oprzeć?

Są już programy wspomagające etyczne decyzje w medycynie, np. MedEthEx z Drexel University, USA.

Czy są uniwersalne reguły moralne akceptowalne przez różne kultury? Biologiczne podstawy moralności są podobne ale modyfikacje kulturowe są silne.

Co z robotami wojskowymi? Predatory i MAARSy już są częściowo autonomiczne.

W. Wallach, C. Allen, Moral Machines Teaching Robots Right from Wrong. Oxford University Press, 2009.

Sztuczna świadomość - przewidywaniaRoboty i awatary będą wykazywać coraz bardziej wyrafinowane człeko-podobne zachowania – grafika komputerowa zaczynała tak

• Sztuczne umysły mózgopodobnych systemów będą miały wrażenia, chociaż w sztucznych systemach będą nieco odmienne od naszych.

• Nie ma dobrych argumentów przeciwko zbieganiu się procesów modelowania mózgu do świadomych artefaktów.

• Osiągnięcie kompetencji na poziomie ludzkim w wielu dziedzinach (język, rozwiązywanie problemów) może zająć więcej czasu niż świadomość i qualia.

Stworzenie świadomych autonomicznych artilektów jest nieuniknione i otworzy puszkę Pandory.

Jaki będzie ich status? Czy doprowadzi to do degradacji godności ludzkiej?Czy wyłączenie świadomej maszyny to morderstwo?

Czy nie zwrócą się przeciwko nam ... a może gubernator Kalifornii już jest jednym z nich?

Kilka ostatnich prac• Duch W. (2011) Jak reprezentowane są pojęcia w mózgu i co z tego wynika.

Rozdział książki o pojęciach (UJ).• Duch W. (2011) Neuronauki i natura ludzka. Rozdział książki (KUL).• Duch W. (2010) Czy jesteśmy automatami? Mózgi, wolna wola i

odpowiedzialność. Rozdz. 8, str. 219-264, Na ścieżkach neuronauki. red. P. Francuz, Lublin: Wydawnictwo KUL.

• Duch W. (2010) Reprezentacje umysłowe jako aproksymacje stanów mózgu.

• Studia z Kognitywistyki i Filozofii Umysłu 3: 5-28, 2009• Duch W. (2008) Umysł, świadomość i działania twórcze. Kognitywistyka i

Media w Edukacji 1-2, str. 9-40.• Duch W. (2003) Neurokognitywna teoria świadomości. Studia z

kognitywistyki i filozofii umysłu, str. 133-154.• Duch W. (2002) Geometryczny model umysłu. Kognitywistyka i Media w

Edukacji, Tom 6, str. 199-230• Duch W. (2002) Fizyka umysłu. Postępy Fizyki 53D, str. 92-103

Mózg i muzyka 22-24.05.2011 ! J. LeDoux, D. Edelman … http://www.kognitywistyka.umk.pl/neuroculture/

Dziękuję za synchronizację neuronów.

Google: W Duch => Prace, referaty …