Структура когнитивной науки, методы когнитивных дисциплин презентация

Структура когнитивной науки по Х. Гарднеру
По: H. Gardner 1985, p. 37. В настоящее время связи между философией и областями ИИ и нейронауки значительно усилились.

Подразделы, или области, когнитивных дисциплин: психология
Психология восприятия.
Психология мышления и высокоуровневых способностей (внимания, памяти, категоризации, принятия решений, языка и т.д.).
Нейропсихология.

Подразделы, или области, когнитивных дисциплин: нейронаука
Affective neuroscience, behavioral neuroscience, cellular neuroscience, clinical neuroscience, cognitive neuroscience, computational neuroscience, cultural neuroscience, developmental neuroscience, evolutionary neuroscience, molecular neuroscience, neural engineering, neurochemistry, neuroethology, neurogastronomy, neurogenetics, neuroimaging, neuroimmunology, neuroinformatics, neurolinguistics, neurophysics, neurophysiology, neuropsychology, paleoneurobiology, social neuroscience, systems neuroscience.

Подразделы, или области, когнитивных дисциплин: искусственный интеллект
Представление знаний.
Компьютерное зрение.
Машинное обучение.
Робототехника.
Обработка естественных языков.
Многоагентные системы.

Подразделы, или области, когнитивных дисциплин: лингвистика
Синтаксис.
Семантика.
Прагматика.
Теоретическая лингвистика.
Прикладная лингвистика.

Роль исследовательских программ во взаимодействии когнитивистских дисциплин
С момента возникновения когнитивной науки ведущую роль в их взаимодействии отдельных когнитивистских дисциплин играли определенные исследовательские программы (или теории). Они задавали принципиальную концептуальную метафору для частных дисциплин и исследований.
Можно выделить несколько основных исследовательских программ в истории когнитивной науки, а именно:
– классический вычислительный когнитивизм,
– коннекционизм,
– воплощенное познание (в умеренной и радикальной версиях),
– предсказывающая обработка (предсказывающее кодирование).

Характер связей когнитивных дисциплин в 1970-ых – первой половине 1980-ых гг.
В 1970-ых – первой половине 1980-ых гг. в когнитивной науке безраздельно господствовала программа классического вычислительного когнитивизма – в этот период когнитивная наука как таковая ассоциировалась с данной исследовательской программой.
Концепция функционализма (Х. Патнэм) в философии сознания оказывала влияние на философию психологии и когнитивную психологию, в когнитивной психологии центральное положение отводилось так называемой компьютерной метафоре (т.е. пониманию устройства и функционирования познавательных способностей человека по аналогии с устройством и работой ЭВМ), в области искусственного интеллекта основной фокус был на моделировании высокоуровневых способностей (игры в шахматы и т.п.), в лингвистике доминировала программа генеративной лингвистики Н. Хомского.
Нейронаука развивалась отдельно от мейнстрима когнитивной науки.

Характер связей когнитивных дисциплин в 1970-ых – первой половине 1980-ых гг.
Функционализм и гипотеза множественной реализованности (multiple realizability, multiple instantiability):
«Я выдвигаю гипотезу, что боль или состояние боли – это функциональное состояние всего организма» (Патнэм 1998, с. 58–59).
«… если мы сможем найти хотя бы один психологический предикат, применимый и к млекопитающим, и к осьминогам (скажем, предикат «голодный», но имеющий разные физико-химические «корреляты», то теория состояний мозга будет опровергнута» (Патнэм 1998, с. 63).
В этой связи была высказана идея автономии психологии по отношению к нейронауке.
Д. Марр и методологическая концепция анализа сложны систем обработки информации.

Характер связей когнитивных дисциплин с 1980-ых гг. по настоящее время
Если в 1970-ых – первой половине 1980-ых гг. взаимодействие происходило в основном между философией, когнитивной психологией, областью искусственного интеллекта и когнитивной лингвистикой, то со второй половины 1980-ых гг. происходит значительное усиление роли нейронаук. Идея автономии была оспорена.
Этому способствовало: возрождение интереса к искусственным нейронным сетям, возникновение программы коннекционизма, появление современных мощных техник нейровизуализации.
На рубеже 1980 – 1990-ых гг. также возникают научные исследования сознания, в рамках которых была провозглашена стратегия поиска нейронных коррелятов сознания (Crick, Koch 1990).

Нейронные корреляты сознания и психических явлений
From Koch 2004, p. 16.
«Нейронные корреляты сознания (НКС) могут быть определены как минимальные нейронные механизмы, вместе достаточные для любого сознаваемого перцепта» (Mormann, Koch 2007).
«The Neural Correlates of Consciousness (NCC) can be defined as the minimal neuronal mechanisms jointly sufficient for any one specific conscious percept» (Mormann, Koch 2007).

Нейронные корреляты сознания и психических явлений
«Correlation is not causation, and a mere correlate is therefore insufficient. Too many brain events correlate with conscious perception…. What we are looking for is not any statistical relation between brain activity and conscious perception, but a systematic signature of consciousness, which is present whenever conscious perception occurs and absent whenever it does not, and which encodes the full subjective experience that a person reports» (Dehaene 2014).
В настоящее время стратегия поиска нейронных коррелятов получила широчайшее распространение не только в исследованиях сознания, но и в исследованиях познавательных способностей и процессов.
Нейронный коррелят – мозговой механизм (носитель, субстрат) определенного психического явления, процесса или определенного типа опыта.

Характер связей когнитивных дисциплин и уровни объяснения в когнитивной науке (Thagard 2009)
Социальный уровень: когнитивная антропология, социальная психология, социолингвистика и ИИ (многоагентные системы).
Уровень индивидов: когнитивная психология.
Нейронный уровень: нейронаука.
Молекулярный уровень: нейронаука.
Редукционизм: (4) → (3) →( 2) → (1).
Точка зрения социального конструирования: (1) → (2).
Идея автономии: (4) (3) ¦ (2) ¦ (1).
Идея взаимодействия: (4) ↔ (3) ↔ (2) ↔ (1).

Междисциплинарный характер когнитивной науки
Развитие когнитивной науки с момента ее возникновения носило ярко выраженный междисциплинарный характер. Он проявлялся как в идейном отношении (в идейном взаимовлиянии отдельных когнитивистских дисциплин благодаря в первую очередь когнитивистским исследовательским программам), так и в институциональном плане (через создание «Общества когнитивной науки», проведения совместных конференций (Conference for Cognitive Science), издания журналов (Cognitive Science – с 1977 г., Behavioral and Brain Sciences – с 1978 г., Trends in Cognitive Sciences – с 1997 г.).

Методы когнитивных дисциплин
Теоретические методы: создание теорий, создание моделей, выведение предсказаний, выдвижение гипотез.
Основные экспериментальные методы: айтрекинг (окулография), контрастные методы, методы нейровизуализации (позитронно-эмиссионная томография, функциональная магнитно резонансная томография), электроэнцефалограмма.
Компьютерное моделирование.

Методы когнитивных дисциплин: окулография (айтрекинг)
По: Ярбус 1965, с. 130–131. Ярбус «продемонстрировал выраженную зависимость траектории движений глаз при рассматривании сложных осмысленных изображений от стоящей перед субъектом задачи» (Величковский 2006, т., с. 151).

Методы когнитивных дисциплин
Методы современной нейронауки – по: Sejnowski 2014.

Методы когнитивных дисциплин
Компьютерное моделирование: компьютерные модели могут служить как образец для моделей познания.
Компьютерные модели помогают сделать наглядной ту или иную теорию или модель когнитивных процессов.
Компьютерные модели служат целям исследования следствий каких-либо гипотез и идей (McClelland 2008).