ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008. МОЗГ И ПОЗНАНИЕ: философия, нейрофизиология и психология познавательных процессов. - презентация

1 ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008

2 МОЗГ И ПОЗНАНИЕ: философия, нейрофизиология и психология познавательных процессов

3 ПСИХОФИЗИЧЕСКАЯ ПРОБЛЕМА Собственно психофизическая проблема (сознание и материя) Психофизиологическая проблема (душа и тело) Проблема локализации психических функций (психика и мозг) Проблема моделирования психических функций: безразличие к субстрату?

4 ПРОБЛЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ Символьный подход Нейронные сети Модульный подход Отрыв от субстрата Приближение к субстрату в отсутствие исходной специализации Специализация… на произвольном субстрате

5 Эквипотенциализм Карла Лэшли ( ) Френология Франца Галля ( ) ПРОБЛЕМА ЛОКАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ

6 Феномены пластичности познания: изменение специализации нервных клеток, компенсация ранних локальных поражений головного мозга… Случай Финеаса Гейджа, открытия Поля Брока и Карла Вернике, доклады на Хиксоновском симпозиуме… ПРОБЛЕМА ЛОКАЛИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ

7 ПРОБЛЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ Следовать ли логике субстрата при моделировании познавательных процессов? Насколько знание субстрата позволяет понять психические явления, раскрыть их психологический механизм?

8 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ I. «Легкие» проблемы: Как человек различает сенсорные воздействия и реагирует на них? Как мозг интегрирует множество видов информации? Как эта информация используется для управления поведением? Как человек сообщает о том, что достигает его сознания? Дэвид Чалмерс (Австралийский Национальный университет) -- два класса проблем: II. «Трудная» проблема: Как физические процессы в мозге приводят к возникновению сознательных переживаний?

9 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ «Проблема сенсорных качеств»: мысленные эксперименты Фрэнка Джексона (1982) Эксперимент 1Эксперимент 2

10 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ распределенные нейронные ансамбли

11 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ распределенные нейронные ансамбли локализуемые мозговые структуры или «коалиции» нейронов (например, пирамидные нейроны коры)

12 распределенные нейронные ансамбли локализуемые мозговые структуры или «коалиции» нейронов отдельные нейроны ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ

13 распределенные нейронные ансамбли локализуемые мозговые структуры или «коалиции» нейронов отдельные нейроны нейрохимические процессы (внутренняя динамика нейрона: например, накопление ионов Ca 2+ в самом нейроне или в связанных с ним тормозящих нервных клетках). ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ

14 распределенные нейронные ансамбли локализуемые мозговые структуры или «коалиции» нейронов отдельные нейроны нейрохимические процессы квантовые процессы: гравитационные эффекты (Роджер Пенроуз) «… Непонятно одно: как вся эта физика и химия превращается в сознательный опыт…» (S. Palmer, 1998) ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В НЕЙРОФИЗИОЛОГИИ

15 Часть 1. «Трудная проблема сознания» в современной философии и нейрофизиологии. Представления о функциях и механизмах сознания. Проблема неосознаваемой обработки информации. Часть 2. Методы объективной регистрации активности мозга в когнитивной науке: (1) регистрация хода активности: вызванные потенциалы, МЭГ, запись ответов отдельных нейронов; (2) методы нейрокартирования: ПЭТ, fMRI; (3) методы воздействия на мозг: ТМС. ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ

16 Скептики ( mysterians ): загадка сознания никогда не будет разрешена ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ Оптимисты: методов психологии и нейронауки достаточно для объяснения сознания

17 ПРОБЛЕМА СОЗНАНИЯ В КОГНИТИВНОЙ НАУКЕ Стратегии исследования: прямая : что есть сознание от противного : что не есть сознание -- исследование неосознаваемых форм переработки информации смешанная : сопоставление психологических и мозговых механизмов осознаваемой и неосознаваемой обработки информации

18 ФИЛОСОФИЯ СОЗНАНИЯ: новое объяснительное понятие Д. Чалмерс : если в физике объяснение посредством прежнего категориального аппарата становится невозможным, вводится новое объяснительное понятие или физическая величина. Пример : электрический заряд. Сознательный опыт также является базовым понятием для описания мира: поиск «психофизических законов». Назад к Фехнеру? Или к Лейбницу?

19 НЕЙРОФИЗИОЛОГИЯ: поиск коррелятов (потенциальных механизмов) Френсис Крик ( ) Кристоф Кох (Калифорнийский технологический институт) НКС (нервные корреляты сознания)

20 НЕРВНЫЕ КОРРЕЛЯТЫ СОЗНАНИЯ «минимальный набор нейрональных событий, соответствующий определенному аспекту сознательного образа» (2003, с.119) или активность небольшой группы нейронов, взаимно однозначно соответствующая осознанному восприятию определенного объекта или события либо осознанному совершению действия

21 Репрезентация воспринимаемого объекта в мозге Неявная (имплицитная): активация нейронных ансамблей, передаваемая на дальнейшую обработку в вышележащие мозговые структуры Явная (эксплицитная): активация незначительного числа нейронов, которые задают определенный аспект образа без дальнейшей обработки. Пример : опознание лиц. НЕРВНЫЕ КОРРЕЛЯТЫ СОЗНАНИЯ

22 Задача-максимум (К. Кох, 2004): От эксплицитной репрезентации к «сознаниеметру»! НЕРВНЫЕ КОРРЕЛЯТЫ СОЗНАНИЯ

23 Лабораторная модель «мышь-зомби» : генные основания сознания? НЕРВНЫЕ КОРРЕЛЯТЫ СОЗНАНИЯ

24 Механизм формирования НКС: соревнование между «коалициями» нейронов НЕРВНЫЕ КОРРЕЛЯТЫ СОЗНАНИЯ

25 Проблема «театра сознания»: pro et contra Есть ли единая область мозга или структура познания («шишковидная железа»), куда сводится вся информация, отражаемая в сознании?

26 Проблема «театра сознания» = проблема «зрителя» + проблема «режиссера» «Проблема гомункулуса»: дурная бесконечность в объяснении

27 Проблема «театра сознания»: pro… Бернард Барс: метафора «единой рабочей области» ( global workspace ) Функция сознания: обеспечение доступа различных систем мозга к необходимой информации и координация их работы

28 Дэниэл Клеменс Деннетт «Разгадка сознания» (1991): никакого «картезианского театра»; никакого «момента осознания»; и даже никакой «феноменологии»! Проблема «театра сознания»: … et contra

29 Дэниэл Деннетт (1991) Критика «места» и «времени» осознания: оруэлловский vs. сталинский пересмотр Пример: эксперимент с -феноменом. Классический (Вертгеймер, 1912) «Неклассический» (Колерс и Грюнау, 1976)

30 Концепция «множественных набросков» Дэниэла Деннетта

31 - Рабинович, как Ваше здоровье? - Не дождетесь! И ЧТО ЖЕ ТАКОЕ СОЗНАНИЕ? АЛЬТЕРНАТИВНАЯ СТРАТЕГИЯ ИССЛЕДОВАНИЯ: ЧТО ПРОИСХОДИТ БЕЗ УЧАСТИЯ СОЗНАНИЯ?

32 ПРОБЛЕМА НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ Что в процессе обработки информации может не осознаваться? Воздействие, влекущее за собой ответ («кодирование» информации): «25-й кадр» Факт влияния воздействия или отдельных его характеристик на ответ ( Nisbett & Wilson, 1977 ) Ответ на воздействие: «детекторы лжи»

33 Джон Барг и др., 1996: скорость достижения лифта при условии «прайминга старости» ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ: ПРАЙМИНГ-ЭФФЕКТЫ

34 ОБЛАСТИ ИССЛЕДОВАНИЯ НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ «Подпороговое восприятие» (влияние содержания объектов и событий, не достигших сознания, на поведение и решение познавательных задач) Имплицитная память (воспроизведение материала без осознания факта его восприятия и/или воспроизведения) Имплицитное научение (обучение решению определенного класса задач без осознания факта обучения)

35 ИМПЛИЦИТНОЕ НАУЧЕНИЕ: неосознаваемая взаимосвязь между осознаваемыми воздействиями и ответами Научение при амнезии ( H.M. ): зеркальное чтение, зеркальное рисование и др. (Бренда Милнер, 1960-е гг.)

36 Выучивание искусственной грамматики (AGL) -- Артур Ребер, 1967 Выучивание последовательностей (SL) е гг. Управление динамическими системами (DSС): явные и неявные правила функционирования системы ИМПЛИЦИТНОЕ НАУЧЕНИЕ

37 Управление динамическими системами: Дональд Бродбент, Дайана Берри (1984), «сахарный завод» Опыт взаимо- действия Количество объяснений Успешность управления Ответы на вопросы ИМПЛИЦИТНОЕ НАУЧЕНИЕ

38 ИССЛЕДОВАНИЯ «ВОСПРИЯТИЯ БЕЗ ОСОЗНАНИЯ» Влияние игнорируемой информации на интерпретацию воспринимаемой Джеффри Андервуд (1976): фланговая процедура КОСАЛЕНТАВОЛОС КОСАЗАЛИВ ПЕСОК КОСАБИЗОНЧАШКА

39 Дэвид Маккай (1973): дихотическое предъявление замок ручей … Они шли по дорожке ИССЛЕДОВАНИЯ «ВОСПРИЯТИЯ БЕЗ ОСОЗНАНИЯ» Они шли... и вдруг увидели ключ… Влияние игнорируемой информации на интерпретацию воспринимаемой

40 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ: ПРАЙМИНГ-ЭФФЕКТЫ изменение скорости или точности решения задачи (перцептивной, мыслительной или мнемической), наблюдаемое после предъявления информации, связанной с содержанием или с контекстом этой задачи, но не соотносящейся прямо с ее целью и требованиями; повышение вероятности спонтанного воспроизведения этой информации в подходящих условиях.

41 ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ: ПРАЙМИНГ-ЭФФЕКТЫ Многообразие видов прайминга и прайминг-эффектов: эмоциональный-когнитивный прайминг осознаваемый-неосознаваемый прайминг положительный-отрицательный прайминг … См. обзор: Фаликман М.В., Койфман А.Я. Виды прайминга в исследованиях восприятия и перцептивного внимания // Вестник Московского университета. Серия. 14. Психология , 4.

42 Перцептивный прайминг: идентичный/сходный объект Семантический прайминг: связанный объект (категория) ПРОФЕССОРЭКЗАМЕН ИССЛЕДОВАНИЕ НЕОСОЗНАВАЕМОЙ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ: ПРАЙМИНГ-ЭФФЕКТЫ

43 ПРАЙМИНГ-ЭФФЕКТЫ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ИМПЛИЦИТНОЙ ПАМЯТИ Тесты дополнения части слова до целого стакан зима король голос маска палец сосна ветер … ко_______ или к _ р о _ _ стакан зима палец маска ветер король! корова, курорт…

44 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Традиционный критерий: простая диссоциация (осознание vs. поведение без осознания) Пример 1: неосознаваемый семантический прайминг -- Энтони Марсел, 1983: предъявления слова, наличие которого не может быть обнаружено, ведет к увеличению скорости лексического решения относительно связанного с ним слова. [тарелка] - ложка < [тарелка] - лодка < [тарелка] - лопка

45 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Традиционный критерий: простая диссоциация (осознание vs. поведение без осознания) Для одной и той же информации I осозн. = 0, I неосозн. =/= 0

46 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Традиционный критерий: простая диссоциация (осознание vs. поведение без осознания) 1. Прайминг объектами, присутствия которых больной не осознает. 2. Предпочтение объектов, преимущества которых больной не осознает. Пример 2: исследования синдромов одностороннего пространственного игнорирования и «угасания».

47 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Уравнивание : (1) условий предъявления, (2) условий проверки, (3) стимульных наборов, (4) «размерности» ответов: их сопоставимость. Критерий Эйяла Рейнгольда и Филиппа Мерикла (1988): прямые и косвенные меры осознания. Прямой тест : инструкция прямо направлена на воспроизведение ранее предъявленной информации. Косвенный тест : инструкция не требует прямо извлечения этой информации

48 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Критерий Эйяла Рейнгольда и Филиппа Мерикла (1988): прямые и косвенные меры осознания. Для одной и той же информации I прям. < I косв., даже если I косв. =/= 0

49 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Пример 1 : Уильям Кунст-Уилсон, Роберт Зайонц (1980), исследование неосознаваемого предпочтения «знакомых» объектов: Критерий Эйяла Рейнгольда и Филиппа Мерикла (1988): прямые и косвенные меры осознания. (1) Какой из пары объектов Вам знаком? (2) Какой из пары объектов больше Вам нравится?

50 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Пример 2 : использование элементов подхода в исследовании синдрома «угасания», или одностороннего игногирования в условиях двусторонней стимуляции (Vuilleumier et al., 2001). Критерий Эйяла Рейнгольда и Филиппа Мерикла (1988): прямые и косвенные меры осознания.

51 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» 2 этап -- прямой и косвенный тесты памяти с использованием осознанных, неосознанных и новых объектов: 1 этап -- тест «угасания»: задачи называния, запоминания и категоризации изображений, предъявляемых с одной либо с двух сторон. (2) прямой (после опознания): видели ли Вы этот объект на первом этапе? (1) косвенный -- задача опознания при «пошаговом проявлении» объекта: порог опознания.

52 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Результат прямого теста: лучшее узнавание осознанных объектов (75%), одинаково низкая вероятность узнавания неосознанных (5%) и новых (4%) объектов. Результат косвенного теста: значимо более низкий порог опознания неосознанных объектов по сравнению с новыми.

53 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Критерий Ларри Джакоби (1991): процедура диссоциации процессов. Извлечение информации: неосознаваемое сознательное «всплывание» припоминание

54 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Критерий Ларри Джакоби (1991): процедура диссоциации процессов. Задачи «на включение» : дополнить основу слова до целого так, чтобы по возможности получились слова из основного списка Задачи «на исключение» : дополнить основу слова до целого так, чтобы по возможности получились слова, не входившие в основной список О Н НО

55 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Пусть Р ос. -- вероятность успешного сознательного припоминания слова при включении его в ответ, тогда (1 - Р ос.) -- вероятность того, что информация не будет сознательно припомнена. Пусть Р неос. -- вероятность неосознаваемого (автоматического) припоминания слова при включении его в ответ, т.е. извлечения без осознания источника. СРАВНИМ: эффект отсроченного изменения мнения под влиянием «забытой» информации в социальной психологии (sleeper effect).

56 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Тогда в задачах на ВКЛЮЧЕНИЕ вероятность совпадения со списком Р вкл. = Р ос. + Р неос. * (1 - Р ос. ) В задачах на ИСКЛЮЧЕНИЕ эта вероятность Р искл. = Р вкл. - Р ос. = Р неос. * (1 - Р ос. ) Отсюда чистая вероятность осознанного припоминания Р ос. = Р вкл. - Р искл. Чистая вероятность неосознаваемых влияний Р неос. = Р искл. / 1 - (Р вкл. - Р искл. ) О Н НО

57 ПРОБЛЕМА ОЦЕНКИ «СТЕПЕНИ ОСОЗНАННОСТИ» Критерий Ларри Джакоби (1991): диссоциация процессов Допущения: (1) осознаваемое и неосознаваемое воспроизведение статистически независимы; (2) на осознаваемое и неосознаваемое воспроизведение не влияет тип полученных инструкций в тестах на «включение» и на «исключение».

58 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование

59 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование Неоднозначные изображения

60 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ»