dr.Nijaz IBRULJredovni profesor Univerziteta u Sarajevu

E-mail : nijaz.ibrulj@ff.unsa.ba

UVOD U KOGNITIVNU ZNANOST

Tema # 2

ta je kognitivna znanost ?

Poetna karakterizacija

Kognitivna znanost se moe posmatrati kao multidisciplinarno istraivanje koje obuhvata

1. Konzorcij znanstvenih podruja

2. Konzorcij hipoteza

3. Konzorcij strategija istraivanja

4. Konzorcij metoda

2

Epistemoloke pretpostavke

NATURALIZIRANA EPISTEMOLOGIJA= Epistemoloko stanovite znanosti koje se bave istraivanjem kognitivne strukture .

Principi:

Prvo: ljudski organizam je kao i svaki drugi prirodni organizam Prvo: ljudski organizam je kao i svaki drugi prirodni organizam jedan fiziki sistem s vrlo odreenom strukturom i funkcionalnom organizacijom.

Drugo: mentalni procesi i mentalna stanja nisu izvanjski unosi neke duhovne strukture u biofiziku strukturu, nego su proizvod biofizikih procesa unutar jednog cjelovitog biofizikog sistema.

3

Tree: inteligentni prirodni sistem kakav je ovjek , moe biti, kada se dosljedno istrai i analizira, paradigma ili metafora za objanjenje i konstrukciju drugih inteligentnih sistema koji nisu prirodne strukture, nego nainjeni od umjetnih materijala.

etvrto: nain na koji se svi procesi (fiziki + mentalni) u jednom inteligentnom prirodnom ili vjetakom sistemu mogu istraivati jeste eksperimentalni, empirijski metod mogu istraivati jeste eksperimentalni, empirijski metod prirodnih znanosti.

Peto: jezik u kojem se moe dati zadovoljavajui opis strukture i funkcioniranja inteligentnih sistema (prirodnih i umjetnih) jeste jezik fizike, jezik koji poinje terminima opaanja i zavrava logikim generalizacijama.

4

Konzorcij znanstvenih podruja

Kognitivna psihologija

Kognitivna neurobiologija

Kognitivna neuropsihologija

Kognitivna ethologija Kognitivna ethologija

Artificijelna inteligencija (AI)

Kognitivna estetika

Raunarska psihologija

Fuzzy lingvistika

Filozofija uma

Filozofija jezika

5

Konzorcij hipoteza

Hipoteza o razdvojenosti mentalnih i fizikih procesa

Hipoteza o anomalijskom monizmu (Davidson)

Hipoteza o simbolikom / logikom / raunarskom 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 istraivanja

Emiprijska strategija (empirijska psihologija, empirijska lingvistika, empirijska neurobiologija, ...): trai da se empirijskim istraivanjima (testovima, mjerenjima,klinikim metodama) dodje do saznanja kako funkcionira kognicijakognicija

Generalni principi teorije (teorijska psihologija, teorijska lingvistika, teorijska neurobiologija, ...): trai da se iz generalnih teorijskih principa deduciraju kognitivne sposobnosti i onda da im se pridrue empirijski podaci

7

Istraivanje kognitivnih relacija koje postoje izmedju

kompleksnih neurofiziolokih 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 ponaanja subjekata;

8

kompleksnih tipova reprezentacije u prirodnim jezicima i umjetnim jezicima;

raunarskih simulacija organizacije i funkcija inteligentnih sistema te mogunosti konstruiranja umjetnih inteligentnih sistema u robotici;

prirodom komunikacije zasnovane na navedenim prirodom komunikacije zasnovane na navedenim istraivanjima i nainima manipulacije, predvianja i produciranja, kontrole i usmjeravanja ponaanja ljudskih inteligentnih sistema,

ponaanja ivotinja, i

funkcioniranja paralelnih i distribuiranih sistema umjetne inteligencije u robotici

9

Centralno pitanje kognitivne znanosti

Kognitivna znanost postala podruje susreta istraivaa-specijalista i filozofa iji 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 fizike procese?),

10

Analogija: mozak = um

Identificiranje uma i mozga , istrivanje mozga, slui danas

kao velika paradigma svih teorija uma.

makroanatomska arhitektura mozga (anatomija hemisfera, makroanatomska arhitektura mozga (anatomija hemisfera, anatomija kore velikog mozga s renjevima, brazdama i vijugama, anatomija hipokampusa, talamusa i amigdale, anatomija limbikog sistema, bazalne ganglije i cerebeluma) i

mikroanatomska arhitektura mozga (anatomija neuronske elije, vrste sinaptikih veza, djelovanje neurotransmitera, djelovanje receptora )

11

Konzorcij tehnika i metoda

Istraivanja arhitekture mozga i razliitih nivoa neuronske aktivnosti u posljednjem desetljeu okarakterizirano je od nekih autora kao dekada istraivanja mozga

Ta istraivanja su omoguena pronalaenjem i primjenom Ta istraivanja su omoguena pronalaenjem i primjenom novih metoda istraivanja aktivnosti mozga koja su poduzeta u neuroanatomiji

Nove tehnike snimanja mozga x-zracima i magnetnom rezonancom, kao to su: EEG, ERP, MEG, CT, MRC, Xe rCBF, PET, SPECT, fMRI i druge

12

(CT) Computed tomography , Raunarska ili kompjuterskatomografija je metoda kasnije poznata kao computed axial tomography (CAT or CT scan) ili body section roentgenography.

(EEG) Electroencephalography Elektroencefalografija je metod mjerenja elektrine aktivnosti koju proizvodi mozak a dobija se uz pomo elektroda koje stavljaju u vlasite glave

EEG topography Elektroencefalografska topografija jetehnikasnimanja neuronske strukture u kojoj se veliki broj elektrodaEEG elektroda stavlja u glavu pratei geometrijske linije ve odreenih taaka .Posebni softver u kompjuterskom aparatu pokazuje aktivnost na kolor ekranu ili na printeru tako to upisuje koliinu aktivnosti razliitim 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 prua detaljnu sliku tijalu razliitim planovima.

(fMRI) Functional magnetic resonance imaging Snimanje funkcionalne magnetske rezonacijeje metod upotrebe MRI za mjerenje hemodinamikog odovora koji je povezan s mjerenje hemodinamikog odovora koji je povezan s neuronskom aktivnou u mozgu ili u kimi ljudi ili ivotinja.

(MEG) Magnetoencephalography Magnetna encefalografijaje tehnika snimanja koja se koristi za mjerenje magnetskog polja kojeg proizvodi elektrina 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 pojedinanog isijavanja fotona je Kompjuterska tomografija pojedinanog isijavanja fotona je metoda snimanja koja spada u nuklearnu tomografiju i koja koristi gamma zrake. Vrlo je slina snimanju konvencionalne nuklearne medicine koja koristi gamma kameru.

15

Nove neurobioloke metode

metodom farmakoloke manipulacije, odnosno primjenom razliitih supstanci, nastoji se djelovati na promjenu celularne aktivnosti;

metodom anestezije odreenih zona mozga nastoji se utvrditi funkcionalna i motorika aktivnost;

metodom mjerenja cirkulacije i metabolizma u mozgu metodom mjerenja cirkulacije i metabolizma u mozgu utvruje se aktivnost zona mozga pri obavljanju kognitivnih zadataka;

metodom elektrinih mikrostimulacija odreenih dijelova mozga definira se motoriki odgovor

metodom elektroencefalografije odreuje se neuronska aktivnost i njena potencija.

16

Simbolika reprezentacija i kognicija

Razvoj

umjetnih jezika,

simbolike (kanonske notacije), simbolike (kanonske notacije),

logike sintakse znanosti,

logike kao jezika znanosti,

snano je utjecao na razvoj istraivanja umjetne inteligencije i logikog 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 proirila se je s ljudi na sve fizike sisteme koji su djelomino intelignetni ili bi mogli biti inteligentni:

na ivotinje (etologija, kognitivna etologija, raunarski etoloki modeli) i

na maine / strojeve (umjetna inteligencija, robotika, raunari).

18

Logike osnove istraivanja

MONOTONIJSKA LOGIKA je osnova binarnih simbolikih sistema koji funkcioniraju na principima dvovrjednosnog rauna iskaza i rauna predikata (Booleove funkcije, 0 i 1): numeriko programiranje (11, 01, 10, 00, 011, 101, 001..)

FUZZY LOGIKA je osnova vievrijednosnih calculusa i fuzzy calculusa koji slue za konekcionistiku 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 zadovoljavajueg tipa algoritma, a to znai pravilnog i mehanikog procesa operiranja simbolima i kontrole ove procedure, na kojem poivaju prirodni (ljudski) kognitivni procesi, nije mogue bez analize i konstrukcije razliitih tipova logikog jezika u kojima konstrukcije razliitih tipova logikog jezika u kojima se algoritam izraava.

ALGORITAM = LOGIKA + KONTROLA

20

Nove tehnike vjetake inteligencijeSOFT COMPUTING

Neuronske mree

Genetiki algoritmi

Fuzzy sistemiFuzzy sistemi

Ekspetni sistemi

Grubi skupovi

Teorije kaosa

21

Umjesto definicijeKognitivna znanost je interdisciplinarno podruje istraivanja, utemeljeno na naturalistikoj epistemologiji

koje se u irem smislu moe odrediti kao znanost o biofizikim i mentalnim uzrocima fenomena svjesnog , intencionalnog i inteligentnog ponaanja, inteligentnog ponaanja,

a u uem smislu kao znanost o neurofiziolokom porijeklu, funkcionalnoj organizaciji, intencionalnoj karakterizaciji i tipovima reprezentacije mentalnih procesa i njihove interakcije s verbalnim i neverbalnom ponaanjem humanih inteligentnih sistema, ponaanjem ivotinja, kao i u konstrukciji i funkcioniranju umjetnih inteligentnih sistema.

22