Проблема привязки
Проблема сознания и привязки — это проблема того, как объекты, фон и абстрактные или эмоциональные характеристики объединяются в единый опыт. [1]
Проблема связывания относится к общему кодированию наших мозговых цепей, отвечающих за комбинацию решений, действий и восприятия. Это считается «проблемой» из-за того, что полной модели не существует.
Проблему связывания можно разделить на четыре области восприятия : нейробиологию , когнитивную науку и философию сознания . Он включает общие соображения о координации, субъективном единстве восприятия и связывании переменных. [2]
Общие соображения по координации
[ редактировать ]Краткое описание проблемы
[ редактировать ]Внимание имеет решающее значение для определения того, какие явления кажутся связанными друг с другом, замеченными и запомненными. [3] Эту специфическую проблему привязки обычно называют временной синхронностью. На самом базовом уровне все нейронные импульсы и их адаптация зависят от конкретного учета времени (Фельдман, 2010). На гораздо более широком уровне частые закономерности крупномасштабной нейронной активности являются основным диагностическим и научным инструментом. [4]
Теория и исследования синхронизации
[ редактировать ]Популярная гипотеза, упомянутая нейробиологом Питером Милнером в его статье 1974 года «Модель визуального распознавания форм» , заключалась в том, что особенности отдельных объектов связаны/разделяются посредством синхронизации активности различных нейронов в коре головного мозга. [5] [6] Предполагается, что теория, получившая название «связывание синхронностью» (BBS), возникает за счет временной взаимной синхронизации нейронов, расположенных в разных областях мозга, при предъявлении стимула. [7] Эмпирическая проверка этой идеи была выявлена, когда фон дер Мальсбург предположил, что связывание признаков представляет собой особую проблему, которую невозможно решить просто за счет скорости срабатывания клеток. [8] Однако было показано, что эта теория не может быть проблемой, поскольку выяснилось, что модули совместно кодируют несколько функций, что устраняет проблему привязки функций. [9] Было показано, что временная синхронность является наиболее распространенной при решении первой проблемы «Общие соображения по координации», поскольку это эффективный метод восприятия окружения и хорош для группировки и сегментации. Ряд исследований показал, что действительно существует связь между ритмичными синхронными выстрелами и связыванием функций. Эта ритмичная вспышка, по-видимому, связана с собственными колебаниями соматических потенциалов нейронов, обычно в гамма-диапазоне около 40–60 герц. [10] Положительные аргументы в пользу роли ритмической синхронности в решении проблемы сегрегационной привязки объекта к функциям были обобщены Сингером. [11] Конечно, существует обширное свидетельство синхронизации нейронных импульсов как части реакции на зрительные стимулы.
Однако существует несоответствие между результатами разных лабораторий. Более того, ряд недавних рецензентов, в том числе Шадлен и Мовшон [6] и бренды [12] выразили обеспокоенность по поводу потенциальной несостоятельности этой теории. Тиле и Стоунер обнаружили, что перцептивное связывание двух движущихся паттернов не влияет на синхронизацию нейронов, реагирующих на два паттерна: когерентные и некогерентные клетки. [13] В первичной зрительной коре Dong et al. обнаружили, что то, реагировали ли два нейрона на контуры одинаковой или разной формы, не влияло на нейронную синхронность, поскольку синхронность не зависит от условий связывания.
Shadlen and Movshon [6] вызывают ряд сомнений как в теоретической, так и в эмпирической основе идеи сегрегационного связывания посредством временной синхронности. Биофизических доказательств того, что кортикальные нейроны избирательно реагируют на синхронную информацию на этом этапе точности, не существует, а корковая активность с такой точной синхронностью встречается редко. Синхронизация также связана с активностью эндорфина. Было показано, что точная синхронизация спайков может не быть необходимой для иллюстрации механизма зрительного связывания и преобладает только при моделировании определенных нейрональных взаимодействий. Напротив, Сет [14] описывает робота на основе искусственного мозга, который демонстрирует множество отдельных, широко распределенных нейронных цепей, работающих на разных фазах, показывая, что регулярные колебания мозга на определенных частотах необходимы для нейронных механизмов связывания.
Гольдфарб и Трейсман [15] отметим, что возникает логическая проблема при связывании исключительно посредством синхронизации, если имеется несколько объектов, которые имеют одни общие функции, а другие нет. В лучшем случае синхронность может способствовать сегрегации, поддерживаемой другими средствами (как признает фон дер Мальсбург). [16]
Ряд нейропсихологических исследований показывают, что ассоциация цвета, формы и движения как «особенностей объекта» - это не просто вопрос связывания или «связывания», но показано, что они неэффективны, чтобы не связывать элементы в группы при рассмотрении ассоциации. [17] и предоставить обширные доказательства существования сигналов обратной связи сверху вниз, которые гарантируют, что сенсорные данные обрабатываются как характеристики (иногда ошибочно) постулируемых объектов на ранних этапах обработки. Пилишин [18] также подчеркнул, что мозг, по-видимому, заранее представляет объекты, из которых следует выделить признаки. которым приписывается продолжающееся существование, даже если такие особенности, как изменение цвета. Это связано с тем, что визуальная интеграция со временем увеличивается, а индексирование визуальных объектов помогает закрепить визуальные концепции.
Теория интеграции функций
[ редактировать ]Краткое описание проблемы
[ редактировать ]Проблема привязки визуальных признаков относится к вопросу о том, почему мы не путаем красный круг и синий квадрат с синим кругом и красным квадратом. Понимание цепей в мозге, стимулирующих связывание зрительных функций, расширяется. Процесс связывания необходим нам для точного кодирования различных зрительных функций в отдельных областях коры.
В своей теории интеграции функций Трейсман предположила, что один из первых этапов связывания между функциями опосредован привязкой функций к общему местоположению. Второй этап — объединение отдельных особенностей объекта, требующего внимания, и выбор этого объекта происходит на «основной карте» локаций. Психофизические демонстрации неудач привязки в условиях полного внимания подтверждают идею о том, что привязка осуществляется с помощью общих тегов местоположения. [19]
Следствием этих подходов является то, что сенсорные данные, такие как цвет или движение, обычно не могут существовать в «нераспределенной» форме. Для Меркера: [20] «Красный цвет красного шара не плавает в абстрактном цветовом пространстве V4». Если информация о цвете, выделенная для точки в поле зрения, преобразуется напрямую, посредством реализации некоторой формы пропозициональной логики (аналогично той, которая используется в компьютерном дизайне) в информацию о цвете, присвоенную «идентичности объекта», постулируемой нисходящим сигналом. как предположили Первс и Лотто (например, «Здесь синий + Объект 1 здесь = Объект 1 синий»), не может существовать никакой специальной вычислительной задачи «связывания вместе» с помощью таких средств, как синхронность. (Хотя фон дер Мальсбург [21] ставит проблему с точки зрения связывания «предложений», таких как «треугольник» и «вершина», которые сами по себе не являются пропозициональными.)
Гораздо более серьезная проблема заключается в том, как сигналы в мозгу приобретают пропозициональное содержание или значение. Однако оба Марра [22] и Барлоу [23] на основе того, что было известно о нейронных связях в 1970-х годах, предположил, что окончательная интеграция функций в восприятие будет напоминать то, как слова действуют в предложениях.
Роль синхронии в сегрегационном связывании остается спорной. Меркер [20] недавно предположил, что синхронность может быть особенностью областей активации в мозге, которая связана с «инфраструктурной» особенностью вычислительной системы, аналогичной повышенной потребности в кислороде, на которую указывает ЖИРНЫЙ контрастный сигнал. Очевидные специфические корреляции с сегрегационными задачами могут быть объяснены взаимосвязью задействованных областей. В качестве возможного проявления необходимости сбалансировать возбуждение и торможение с течением времени можно было бы ожидать, что это будет связано с реципрокными возвратными цепями, как в модели Seth et al. [14] (Меркер приводит аналогию со свистком аудиоусилителя, получающего собственный выходной сигнал.)
Экспериментальная работа
[ редактировать ]Предлагается, чтобы визуальное связывание объектов избирательно обращало внимание на расположение объектов. Если действительно пространственное внимание действительно играет роль в интеграции привязок, то оно будет делать это прежде всего тогда, когда местоположение объекта действует как связующий сигнал. Результаты исследования показали, что функциональные МРТ-изображения указывают на области теменной коры, участвующие в пространственном внимании, участвующие в задачах объединения функций в задачах с отдельными функциями. Задача заключалась в одновременном показе нескольких объектов в разных местах, что активировало теменную кору, тогда как когда несколько объектов последовательно отображались в одном и том же месте, теменная кора была менее задействована. [24]
Поведенческие эксперименты
[ редактировать ]Дефульзи и др. исследовали привязку объектов через два измерения объектов, чтобы устранить неоднозначность, воспринимается ли определенная комбинация цвета и направления движения как связанная или несвязанная. Две поведенчески значимые характеристики, включая цвет и движение, принадлежащие одному и тому же объекту, определяются как «связанное» состояние, тогда как «несвязанное» состояние имеет характеристики, принадлежащие разным объектам. Потенциалы локального поля регистрировались в латеральной префронтальной коре (lPFC) у обезьян и контролировались при различных конфигурациях стимулов. Результаты предполагают нейронное представление связывания зрительных функций в диапазонах частот от 4 до 12 Герц . Также предполагается, что передача связывающей информации осуществляется через различные нейронные субпопуляции lPFC. Данные показывают поведенческую значимость связывающей информации, которая связана со временем реакции животного. Это включает вовлечение префронтальной коры головного мозга, на которую воздействуют дорсальные и вентральные зрительные потоки, в связывании зрительных характеристик из разных измерений (цвета и движения). [25]
Предполагается, что привязка зрительных признаков состоит из двух разных механизмов зрительного восприятия. Один механизм состоит в агонистическом знакомстве с возможными комбинациями признаков, объединяющим несколько окон временной интеграции. Предполагается, что этот процесс опосредован процессами нейронной синхронизации и временной синхронизации в зрительной коре. Второй механизм опосредован знакомством со стимулом и обеспечивается поддержкой внимания сверху вниз со стороны знакомых объектов. [26]
Сознание и привязка
[ редактировать ]Краткое описание проблемы
[ редактировать ]Смитис [27] определяет проблему комбинации, также известную как субъективное единство восприятия, как «Как механизмы мозга на самом деле конструируют феноменальный объект?». Ревонсуо [1] приравнивает это к « связыванию, связанному с сознанием », подчеркивая наличие феноменального аспекта. Как исследовал Ревонсуо в 2006 году, [28] есть нюансы различий, выходящие за рамки основного разделения BP1:BP2. Смитис говорит о построении феноменального объекта («локальное единство» для Ревонсуо), но такие философы, как Рене Декарт , Готфрид Вильгельм Лейбниц , Иммануил Кант и Джеймс (см. Брук и Раймонт) [29] обычно были озабочены более широким единством феноменального опыта («глобальное единство» для Ревонсуо), которое, по мнению Бэйна, [30] иллюстрации могут включать в себя такие разнообразные функции, как просмотр книги, прослушивание мелодии и ощущение эмоций. Дальнейшее обсуждение будет сосредоточено на более общей проблеме: как сенсорные данные, которые могли быть разделены, например, на «синий квадрат» и «желтый круг», должны быть вновь объединены в единый феноменальный опыт синего квадрата рядом с желтый круг, а также все другие особенности их контекста. Существует широкий спектр мнений о том, насколько реально это «единство», но существование медицинских состояний, при которых оно кажется субъективно нарушенным или, по крайней мере, ограниченным, позволяет предположить, что оно не совсем иллюзорно. [31]
Существует множество нейробиологических теорий о субъективном единстве восприятия. Различные визуальные характеристики, такие как цвет, размер, форма и движение, вычисляются в значительной степени разными нейронными цепями, но мы воспринимаем их как единое целое. Различные визуальные особенности взаимодействуют друг с другом по-разному. Например, на распознавание формы объектов сильно влияет ориентация, но лишь незначительно — размер объекта. [32] Некоторые теории предполагают, что глобальное восприятие единого целого задействует зрительные области более высокого порядка. [33] Есть также свидетельства того, что задняя теменная кора отвечает за сегментацию и организацию перцептивной сцены. [34] Тела, обращенные друг к другу, обрабатываются как единое целое, и когда тела обращены друг к другу, наблюдается повышенное сцепление экстрастриарной области тела (EBA) и задней верхней височной борозды (pSTS). [35] Это говорит о том, что мозг склонен группировать людей по двое или диады. [36]
История
[ редактировать ]Ранние философы Рене Декарт и Готфрид Вильгельм Лейбниц. [37] отметил, что кажущееся единство нашего опыта — это качественная характеристика «все или ничего», которая, по-видимому, не имеет эквивалента в известных количественных характеристиках, таких как близость или сцепление сложной материи. Уильям Джеймс , [38] в девятнадцатом веке рассматривали способы, которыми единство сознания можно объяснить с помощью известной физики, и не нашли удовлетворительного ответа. Он ввел термин «проблема комбинации» в конкретном контексте «теории разума и пыли», в которой предполагается, что полный сознательный опыт человека строится из прото- или микроопытов таким же образом, как строится материя. из атомов. Джеймс утверждал, что такая теория бессвязна, поскольку невозможно дать причинно-физическое объяснение тому, как распределенный прото-опыт будет «объединяться». Вместо этого он предпочитал концепцию «со-сознания», в которой существует один «опыт A, B и C», а не объединенный опыт. Подробное обсуждение последующих философских позиций дано Бруком и Рэймонтом (см. 26). Однако они обычно не включают физические интерпретации.
Уайтхед [39] предложил фундаментальную онтологическую основу для отношений, соответствующих идее Джеймса о со-сознании, в которой многие причинные элементы со-доступны или «сосуществуют» в одном событии или «событии», которое составляет единый опыт. Уайтхед не дал физических подробностей, но идея сосуществования сформулирована в терминах причинной конвергенции в локальном взаимодействии, согласующемся с физикой. В чем Уайтхед выходит за пределы всего формально признанного в физике, так это в «разбиении» причинных отношений на сложные, но дискретные «события». Даже если такие случаи можно определить, подход Уайтхеда по-прежнему оставляет Джеймсу трудности с поиском места или мест причинной конвергенции, которые имели бы нейробиологический смысл для «сосознания». Места конвергенции сигналов явно существуют по всему мозгу, но есть опасения, что не стоит заново изобретать то, что Дэниел Деннетт [40] называет картезианским театром или единым центральным местом конвергенции формы, предложенной Декартом.
Центральная «душа» Декарта теперь отвергается, поскольку нейронная активность, тесно коррелирующая с сознательным восприятием, широко распространена по всей коре головного мозга. Остается выбор: либо отдельное участие множества распределенных причинно-конвергентных событий, либо модель, которая связывает феноменальный опыт не с каким-либо конкретным локальным физическим событием, а скорее с некоторой общей «функциональной» способностью. Какая бы интерпретация ни была принята, как Ревонсуо [1] указывает на то, что нет единого мнения о том, с каким структурным уровнем мы имеем дело – будь то клеточный уровень, уровень клеточных групп как «узлов», «комплексов» или «сборок», или уровень широко распределенных сетей. Вероятно, существует лишь общее мнение, что это не уровень всего мозга, поскольку есть свидетельства того, что сигналы в некоторых первичных сенсорных областях, таких как область V1 зрительной коры (помимо двигательных областей и мозжечка), не внести непосредственный вклад в феноменальный опыт.
Экспериментальные работы по биологическим основам связывания
[ редактировать ]фМРТ работа
[ редактировать ]Столл и его коллеги провели эксперимент с помощью фМРТ, чтобы выяснить, будут ли участники рассматривать динамический бистабильный стимул глобально или локально. [33] Реакции нижних зрительных областей коры подавлялись, когда участники рассматривали стимул глобально. Однако если глобальное восприятие было без группировки форм, высшие области коры подавлялись. Этот эксперимент показывает, что кора более высокого порядка важна для перцептивной группировки.
Грасси и его коллеги использовали три различных стимула движения, чтобы исследовать сегментацию сцены или то, как значимые объекты группируются вместе и отделяются от других объектов в сцене. [34] Для всех стимулов сегментация сцены была связана с увеличением активности заднетеменной коры и снижением активности в нижних зрительных областях. Это говорит о том, что задняя теменная кора важна для просмотра единого целого.
ЭЭГ работа
[ редактировать ]Мерсад и его коллеги использовали технику частотной маркировки ЭЭГ, чтобы различать активность мозга для интегрированного целого объекта и активность мозга для частей объекта. [41] Результаты показали, что зрительная система объединяет двух людей, находящихся в непосредственной близости, как часть единого целого. Эти результаты согласуются с эволюционными теориями о том, что тела, находящиеся лицом к лицу, являются одним из самых ранних проявлений социального взаимодействия. [36] Это также подтверждает другую экспериментальную работу, показывающую, что области зрения, избирательные к телу, сильнее реагируют на тела, обращенные лицом к ним. [42]
Электронное туннелирование
[ редактировать ]Эксперименты показали, что ферритин и нейромеланин в фиксированной ткани компактной части черной субстанции человека (SNc) способны поддерживать широко распространенное туннелирование электронов. [43] Дальнейшие эксперименты показали, что структуры ферритина, подобные тем, которые обнаружены в ткани SNc, способны проводить электроны на расстояния до 80 микрон и что они ведут себя в соответствии с теорией кулоновской блокады, выполняя функцию переключения или маршрутизации. [44] [45] Оба эти наблюдения согласуются с более ранними предсказаниями, которые являются частью гипотезы о том, что ферритин и нейромеланин могут обеспечивать механизм связывания, связанный с механизмом выбора действия. [46] хотя сама гипотеза еще непосредственно не исследовалась. Гипотеза и эти наблюдения были применены к Интегрированной теории информации . [47]
Современные теории
[ редактировать ]Дэниел Деннетт [40] предположил, что мы, люди, воспринимаем наш опыт как отдельные единичные события иллюзорно и что вместо этого в любой момент времени существуют «множественные образцы» сенсорных паттернов в разных местах. Каждый из них будет охватывать лишь часть того, что, по нашему мнению, мы испытываем. Возможно, Деннетт утверждает, что сознание не едино и не существует феноменальной проблемы связывания. Большинство философов испытывают затруднения с этой позицией (см. Бейн). [30] но некоторые физиологи с этим согласны. В частности, демонстрация перцептивной асинхронности в психофизических экспериментах Мутусси и Зеки, [48] [49] где цвет воспринимается до ориентации линий и до движения на 40 и 80 мс соответственно, представляет собой аргумент в пользу того, что в течение этих очень коротких периодов времени разные атрибуты сознательно воспринимаются в разное время, что приводит к мнению, что, по крайней мере, в течение этих коротких периодов времени времени после зрительной стимуляции разные события не связаны друг с другом, что приводит к мнению о разобщенности сознания, [50] по крайней мере, за эти короткие промежутки времени. Точка зрения Деннета может соответствовать данным экспериментов по воспоминанию и слепоте к изменениям, которые якобы показывают, что наш опыт гораздо менее богат, чем мы его ощущаем – то, что было названо Великой Иллюзией. [51] Однако немногие другие авторы (если таковые вообще имеются) предполагают существование нескольких частичных «черновиков». Более того, также на основании экспериментов по воспоминанию Ламме [52] бросил вызов идее о том, что богатство иллюзорно, подчеркнув, что феноменальный контент нельзя приравнивать к контенту, к которому есть когнитивный доступ.
Деннетт не связывает сквозняки с биофизическими событиями. Множественные места причинно-следственной конвергенции используются Эдвардсом в конкретных биофизических терминах. [53] и Севуш. [54] С этой точки зрения сенсорные сигналы, которые должны быть объединены в феноменальный опыт, полностью доступны в каждом из множества мест. Чтобы избежать непричинной комбинации, каждый сайт/событие помещается в отдельное нейронное дендритное дерево. Преимущество состоит в том, что «сжатие» возникает именно там, где конвергенция происходит нейроанатомически. Недостатком, по мнению Деннета, является противоречивая концепция множественных «копий» опыта. Точная природа эмпирического события или «события», даже если оно локальное, также остается неопределенным.
Большинство теоретических основ единого богатства феноменального опыта придерживаются интуитивной идеи о том, что опыт существует как одна копия, и опираются на «функциональные» описания распределенных сетей ячеек. Баарс [55] предположил, что определенные сигналы, кодирующие то, что мы испытываем, попадают в «глобальное рабочее пространство», внутри которого они «транслируются» на многие участки коры головного мозга для параллельной обработки. Деэн, Чанже и коллеги. [56] разработали подробную нейроанатомическую версию такого рабочего пространства. Тонони и коллеги [57] предположили, что уровень богатства опыта определяется самым узким «узким местом» информационного интерфейса в самой крупной подсети или «комплексе», выступающем как интегрированная функциональная единица. Ламме [52] предположил, что сети, поддерживающие взаимную передачу сигналов, а не те, которые просто участвуют в передаче сигналов с прямой связью, поддерживают опыт. Эдельман и коллеги также подчеркнули важность реентерабельной передачи сигналов. [58] Клиреманс [59] подчеркивает мета-репрезентацию как функциональную подпись сигналов, способствующих сознанию.
В общем, такие сетевые теории не являются явными теориями того, как сознание едино или «связано», а скорее теориями функциональных областей, внутри которых сигналы вносят вклад в единый сознательный опыт. Розенберг беспокоится о функциональных областях. [60] назвал краевую проблему; трудно найти единый отчет о том, что следует включить, а что исключить. Тем не менее, это, во всяком случае, консенсусный подход.
В сетевом контексте роль синхронности была задействована как решение феноменальной проблемы связывания, а также вычислительной проблемы. В своей книге «Удивительная гипотеза » [61] Похоже, что Крик предлагает решение как для BP2, так и для BP1. Даже фон дер Мальсбург, [62] представляет подробные вычислительные аргументы о связывании свойств объекта с замечаниями о «психологическом моменте». Группа "Зингер" [63] также, похоже, интересуются как ролью синхронности в феноменальном осознании, так и вычислительной сегрегацией.
Очевидная несовместимость использования синхронности как для разделения, так и для объединения может быть объяснена последовательными ролями. Однако Меркер [20] указывает на то, что кажется противоречием в попытках решить субъективное единство восприятия с точки зрения функциональной (фактически означающей вычислительной), а не локальной биофизической области в контексте синхронности.
Функциональные аргументы в пользу синхронности фактически подкреплены анализом локальных биофизических событий. Однако Меркер [20] указывает, что объяснительная работа осуществляется путем последующей интеграции синхронизированных сигналов в постсинаптических нейронах: «Однако совершенно не ясно, что следует понимать под «связыванием синхронности», кроме порогового преимущества, обеспечиваемого синхронностью. Другими словами, хотя синхронность предлагается как способ объяснения связывания на распределенной, а не на конвергентной основе, ее обоснование основано на том, что происходит при конвергенции. Предполагается, что сигналы для двух функций связаны синхронностью, поскольку синхронность влияет на конвергентное взаимодействие ниже по течению. Любая теория феноменального связывания, основанная на такого рода вычислительных функциях, похоже, следует тому же принципу. Феноменальность повлечет за собой конвергенцию, если вычислительная функция это сделает.
Предположения во многих из цитируемых моделей предполагают, что вычислительные и феноменальные события, по крайней мере в какой-то момент последовательности событий, каким-то образом параллельны друг другу. Трудность остается в определении того, каким может быть этот путь. Меркера [20] Анализ предполагает, что либо (1) как вычислительные, так и феноменальные аспекты связывания определяются конвергенцией сигналов на нейронных дендритных деревьях, или (2) что наши интуитивные идеи о необходимости «связывания» в смысле «скрепления» как в вычислительных, так и в вычислительных системах и феноменальные контексты понимаются неправильно. Возможно, мы ищем что-то дополнительное, что не нужно. Меркер, например, утверждает, что гомотопическая связность сенсорных путей выполняет необходимую работу.
Когнитивная наука и связывание
[ редактировать ]В современном коннекционизме разрабатываются когнитивные нейроархитектуры (например, «Колебательные сети», [64] «Интегрированная коннекционистская/символическая (ICS) когнитивная архитектура», [65] «Голографические уменьшенные представления (HRR)», [66] «Структура нейронной инженерии (NEF)» [67] ), которые решают проблему привязки посредством интегративной синхронизации механизмов (например, (фазо)синхронизированного механизма «Привязка по синхронизации (BBS)»)
- (1) в перцептивном познании («низкоуровневое познание»): это нейрокогнитивная характеристика того, как воспринимаемый объект или событие (например, визуальный объект) динамически «связывается» из своих свойств (например, формы, контур, текстура, цвет, направление движения) как ментальное представление , т. е. может переживаться в сознании как единый «гештальт» с точки зрения гештальт-психологии («привязка признаков», «связывание признаков»),
- (2) и в языковом познании («высокоуровневое познание»): это нейрокогнитивная характеристика того, как языковая единица (например, предложение) генерируется путем динамического связывания семантических понятий и синтаксических ролей друг с другом, так что может генерировать систематические и композиционные символические структуры и предложения, которые воспринимаются в уме как сложные мысленные представления («привязка переменных»). [68] [69] [70] [71]
Общая интенциональность и обязательность
[ редактировать ]According to Igor Val Danilov, [72] Знания о нейрофизиологических процессах во время общей интенциональности могут раскрыть понимание проблемы связывания и даже восприятие развития объекта, поскольку интенциональность успешна до того, как организмы столкнутся с проблемой связывания. Действительно, в начале жизни окружающая среда представляет собой какофонию раздражителей: электромагнитных волн, химических взаимодействий и колебаний давления. Поскольку окружающая среда не классифицирована для организмов на этой начальной стадии развития, ощущения слишком ограничены шумом, чтобы решить проблему с сигналом — соответствующий стимул не может преодолеть величину шума, если он проходит через органы чувств. В то время как очень молодым организмам необходимо объединять объекты, фон и абстрактные или эмоциональные особенности в единый опыт для построения репрезентации окружающей реальности, они не могут самостоятельно различать соответствующие сенсорные стимулы, чтобы интегрировать их в репрезентации объектов. Даже реализованный динамический системный подход не может обойти проблему шума. Применение воплощенной информации требует уже категоризированной среды на объекты — целостного представления реальности — что происходит посредством (и только после возникновения) восприятия и интенциональности. [73] [74]
См. также
[ редактировать ]- Искусственный интеллект
- Проблема с рамой
- Сложная проблема сознания
- Нейронное кодирование
- Философия восприятия
- Проблема ментальной причинности
- Символ заземления
- Головокружительный вопрос
- Синестезия
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Ревонсуо, А.; Ньюман, Дж. (июнь 1999 г.). «Связывание и сознание». Сознательное познание . 8 (2): 123–7. дои : 10.1006/ccog.1999.0393 . ПМИД 10447994 . S2CID 32430180 .
- ^ Фельдман, Джером (2012). «Проблема нейронных связей» . Когнитивная нейродинамика . 7 (1): 1–11. дои : 10.1007/s11571-012-9219-8 . ПМЦ 3538094 . ПМИД 24427186 .
- ^ Врумен, Жан; Кителс, Мирьям (май 2010 г.). «Восприятие межсенсорной синхронности: обзор учебного пособия» . Внимание, восприятие и психофизика . 72 (4): 871–884. дои : 10.3758/APP.72.4.871 . ISSN 1943-3921 . ПМИД 20436185 . S2CID 25225310 .
- ^ Проблема(ы) нейронной связи Джером Фельдман ... - Icsi.berkeley.edu. https://www.icsi.berkeley.edu/pubs/ai/ICSI_NBPs12.pdf .
- ^ Милнер, Питер М. (1974). «Модель визуального распознавания форм» . Психологический обзор . 81 (6): 521–535. дои : 10.1037/h0037149 . ISSN 1939-1471 . ПМИД 4445414 .
- ^ Перейти обратно: а б с Шадлен М.Н., Мовшон Ю.А. (сентябрь 1999 г.). «Несвязанная синхронность: критическая оценка гипотезы временной привязки» . Нейрон . 24 (1): 67–77, 111–25. doi:10.1016/S0896-6273(00)80822-3 . ПМИД 10677027.
- ^ Ромера, Мигель; Талачян, Филипп; Цунэги, Сумито; Якусидзи, Кей; Фукусима, Акио; Кубота, Хитоши; Юаса, Синдзи; Крос, Винсент; Бортолотти, Паоло; Эрно, Максенс; Керлиоз, Дэмиен (15 февраля 2022 г.). «Связывание событий посредством взаимной синхронизации спинтронных нанонейронов» . Природные коммуникации . 13 (1): 883. Бибкод : 2022NatCo..13..883R . дои : 10.1038/s41467-022-28159-1 . ISSN 2041-1723 . ПМЦ 8847428 . ПМИД 35169115 .
- ^ фон дер Мальсбург, К. (1981). «Корреляционная теория функций мозга». MPI Биофизическая химия, внутренний отчет 81–2. Перепечатано в «Модели нейронных сетей II» (1994), Э. Домани, Дж. Л. ван Хеммен и К. Шультен, ред. (Берлин: Шпрингер).
- ^ Ди Лолло, Винсент (1 июня 2012 г.). «Проблема привязки функций — это некорректная задача» . Тенденции в когнитивных науках . 16 (6): 317–321. дои : 10.1016/j.tics.2012.04.007 . ISSN 1364-6613 . ПМИД 22595013 .
- ^ Энгель, Андреас К.; Кениг, Питер; Грей, Чарльз М.; Певец Вольф (июль 1990 г.). «Стимул-зависимые нейрональные колебания в зрительной коре головного мозга кошки: межстолбчатое взаимодействие, определенное с помощью кросс-корреляционного анализа» . Европейский журнал неврологии . 2 (7): 588–606. дои : 10.1111/j.1460-9568.1990.tb00449.x . ISSN 0953-816X . ПМИД 12106294 . S2CID 26077574 .
- ^ Певец, Вольф (10 декабря 2007 г.). «Связывание синхронностью» . Схоларпедия . 2 (12): 1657. Бибкод : 2007SchpJ...2.1657S . doi : 10.4249/scholarpedia.1657 . ISSN 1941-6016 .
- ^ Меркер, Бьорн (01 марта 2013 г.). «Корковые гамма-колебания: функциональный ключ — активация, а не познание» . Неврологические и биоповеденческие обзоры . 37 (3): 401–417. doi : 10.1016/j.neubiorev.2013.01.013 . ISSN 0149-7634 . ПМИД 23333264 . S2CID 12661951 .
- ^ Донг, Йи; Михалас, Стефан; Цю, Фангту; Хейдт, Рюдигер фон дер; Нибур, Эрнст (3 мая 2008 г.). «Синхронность и проблема связывания в зрительной коре макак» . Журнал видения . 8 (7): 30,1–16. дои : 10.1167/8.7.30 . ISSN 1534-7362 . ПМЦ 2647779 . ПМИД 19146262 .
- ^ Перейти обратно: а б Сет, АК (2004). «Визуальное связывание посредством реентерабельного подключения и динамической синхронизации в мозговом устройстве» . Кора головного мозга . 14 (11): 1185–1199. дои : 10.1093/cercor/bhh079 . ПМИД 15142952 .
- ^ Гольдфарб, Л.; Трейсман, А. (март 2013 г.). «Подсчет многомерных объектов: последствия для теории нейронной синхронности ». Психологическая наука . 24 (3): 266–71. дои: 10.1177/0956797612459761 . PMID 23334446. S2CID 13448695.
- ^ фон дер Мальсбург, К. (сентябрь 1999 г.). «Что и почему связывает: точка зрения моделиста» (PDF) . Нейрон . 24 (1): 95–104, 111–25. doi:10.1016/s0896-6273(00)80825-9 . PMID 10677030
- ^ фон дер Мальсбург, Кристоф. «Что и почему привязка: точка зрения моделиста». Cogprints, 1 сентября 1999 г., https://web-archive.southampton.ac.uk/cogprints.org/1488/ .
- ^ Пилишин, Зенон В. (01.06.2001). «Визуальные индексы, доконцептуальные объекты и ситуативное зрение» . Познание . Объекты и внимание. 80 (1): 127–158. дои : 10.1016/S0010-0277(00)00156-6 . ISSN 0010-0277 . ПМИД 11245842 . S2CID 15474365 .
- ^ Трейсман, А.; Геладе, Г. (1980), «Теория интеграции функций внимания». (PDF) , Когнитивная психология , 12 (1): 97–136, doi : 10.1016/0010-0285(80)90005-5 , PMID 7351125 , S2CID 353246 , заархивировано из оригинала (PDF) 5 сентября 2008 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д и Меркер Б. (март 2013 г.). «Корковые гамма-колебания: функциональный ключ — активация, а не познание». Neurosci Biobehav Rev. 37 (3): 401–17. doi : 10.1016/j.neubiorev.2013.01.013 . ПМИД 23333264 . S2CID 12661951 .
- ^ К. фон дер Мальсбург (1999). Что и почему связывает: взгляд моделиста Neuron . стр. 95–104.
- ^ Марр, округ Колумбия (1982) Видение. Нью-Йорк, Фриман.
- ^ Барлоу, Х. (1972). «Отдельные единицы и ощущение: нейронная доктрина для перцептивной психологии?» . Восприятие . 1 (4): 371–394. дои : 10.1068/p010371 . ПМИД 4377168 . S2CID 17487970 .
- ^ Шафриц, Кейт М.; Гор, Джон К.; Маруа, Рене (6 августа 2002 г.). «Роль теменной коры в связывании зрительных функций» . Труды Национальной академии наук . 99 (16): 10917–10922. Бибкод : 2002PNAS...9910917S . дои : 10.1073/pnas.152694799 . ПМК 125073 . ПМИД 12149449 .
- ^ Парто Дезфули, Мохсен; Шведхельм, Филипп; Вибрал, Майкл; Тру, Стефан; Далири, Мохаммад Реза; Эсгаи, Моэн (1 апреля 2021 г.). «Нейральный коррелят связывания зрительных функций в латеральной префронтальной коре приматов» . НейроИмидж . 229 : 117757. doi : 10.1016/j.neuroimage.2021.117757 . ПМИД 33460801 . S2CID 231607062 .
- ^ Бернхард, Гоммель. «Когда объект — это нечто большее, чем просто связка его функций: доказательства существования двух механизмов интеграции визуальных функций» (PDF) . Психология Пресс . Институт психологических исследований Лейденского университета и Лейденский институт мозга и познания, Лейден, Нидерланды.
- ^ Смитис, Джон Р. (Джон Рэймонд) (1994). Стены пещеры Платона: наука и философия (мозга, сознания и восприятия . Олдершот; Брукфилд, США: Эйвбери. ISBN). 978-1-85628-882-8 . OCLC 30156912 .
- ^ Ревонсуо, А. (2006) Внутреннее присутствие: сознание как биологический феномен. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.
- ^ Единство сознания. Стэнфордская энциклопедия философии. http://plato.stanford.edu/entries/ciousness-unity/
- ^ Перейти обратно: а б Бейн Т. и Чалмерс Д. (2003) Что такое единство сознания? В книге Клиреманс, А. Единство сознания, связывание, интеграция и диссоциация , Oxford University Press.
- ^ Парра, Марио А.; Абрахамс, Шэрон; Логи, Роберт Х.; Мендес, Луис Г.; Лопера, Франциско; Делла Сала, Серджио (1 сентября 2010 г.). «Дефицит связывания зрительной кратковременной памяти при семейной болезни Альцгеймера» . Мозг . 133 (9): 2702–2713. дои : 10.1093/brain/awq148 . hdl : 20.500.11820/20fdff3b-6b93-478a-bd74-dfc81dc43ae3 . ISSN 0006-8950 . ПМИД 20624814 .
- ^ Норман, Дж. Фарли; Мошенничество, Джессика М.; Дженнингс, Л. РаШе; Маллинз, Элизабет М.; Бирс, Аманда М. (июнь 2009 г.). «Стереоскопическая дискриминация формы хорошо сохраняется при изменении размера объекта». Акта Психологика . 131 (2): 129–135. дои : 10.1016/j.actpsy.2009.03.009 . ISSN 1873-6297 . ПМИД 19389660 .
- ^ Перейти обратно: а б Столл, Сюзанна; Финлейсон, Нони Дж.; Шварцкопф, Д. Сэмюэл (15 октября 2020 г.). «Топографические признаки восприятия глобальных объектов в зрительной коре человека» . НейроИмидж . 220 : 116926. doi : 10.1016/j.neuroimage.2020.116926 . ISSN 1053-8119 . ПМЦ 7573540 . ПМИД 32442640 .
- ^ Перейти обратно: а б Грасси, Пабло Р.; Зарецкая, Наталья; Бартельс, Андреас (08 августа 2018 г.). «Общий механизм перцептивной организации в теменной коре» . Журнал неврологии . 38 (32): 7158–7169. doi : 10.1523/JNEUROSCI.0436-18.2018 . ISSN 1529-2401 . ПМК 6596091 . ПМИД 30006362 .
- ^ Белло, Эммануэль; Абасси, Этьен; Папео, Люба (31 марта 2021 г.). «Движение навстречу, а не от другого: как направление движения тела меняет представление тел и действий в зрительной коре». Кора головного мозга . 31 (5): 2670–2685. дои : 10.1093/cercor/bhaa382 . ISSN 1460-2199 . ПМИД 33401307 .
- ^ Перейти обратно: а б Папео, Люба (ноябрь 2020 г.). «Двойки в зрительном восприятии человека» . Кора; Журнал, посвященный изучению нервной системы и поведения . 132 : 473–478. дои : 10.1016/j.cortex.2020.06.005 . ISSN 1973-8102 . ПМИД 32698947 . S2CID 220074584 .
- ^ Кулстад, Марк; Карлин, Лоуренс (2020), «Философия разума Лейбница» , в Залте, Эдвард Н. (редактор), Стэнфордская энциклопедия философии (изд. Зима 2020 г.), Лаборатория метафизических исследований, Стэнфордский университет , получено 9 июня 2022 г.
- ^ Джеймс, Уильям (1 января 1890 г.). Принципы психологии Vol. Я. Нью-Йорк: Холт. п. 145.
- ^ Уайтхед, А.Н. (1929) Процесс и реальность. Исправленное издание 1979 года под редакцией Дэвида Рэя Гриффина и Дональда В. Шерберна, Free Press. ISBN 0-02-934570-7
- ^ Перейти обратно: а б Деннетт, Дэниел (1981). Мозговые штурмы: философские очерки разума и психологии . МТИ Пресс. ISBN 0262540371 .
- ^ Мерсад, Карима; Каристан, Селин (17 сентября 2021 г.). «Слиться с толпой: электрофизиологические доказательства гештальт-восприятия человеческой диады» . Нейропсихология . 160 : 107967. doi : 10.1016/j.neuropsychologia.2021.107967 . ISSN 1873-3514 . ПМИД 34303717 . S2CID 236183221 .
- ^ Абасси, Этьен; Папео, Люба (22 января 2020 г.). «Представление фигур двух тел в зрительной коре человека» . Журнал неврологии . 40 (4): 852–863. doi : 10.1523/JNEUROSCI.1378-19.2019 . ISSN 1529-2401 . ПМК 6975292 . ПМИД 31801812 .
- ^ Рурк, Кристофер Дж. (май 2019 г.). «Индикация квантово-механического транспорта электронов в ткани черной субстанции человека на основе анализа кондуктивной атомно-силовой микроскопии» . Биосистемы . 179 : 30–38. Бибкод : 2019BiSys.179...30R . doi : 10.1016/j.biosystems.2019.02.003 . ISSN 0303-2647 . ПМИД 30826349 . S2CID 73509918 .
- ^ Рурк, Кристофер; Хуан, Юнбо; Чен, Минцзин; Шен, Цай (12 августа 2021 г.). «Признак сильно коррелированного электронного транспорта и изолятора Мотта в неупорядоченных многослойных ферритиновых структурах (DMFS)» . Материалы . 14 (16): 4527. Бибкод : 2021Mate...14.4527R . дои : 10.3390/ma14164527 . ISSN 1996-1944 гг . ПМЦ 8399281 . ПМИД 34443050 .
- ^ Лабра-Муньос, Жаклин А.; де Реувер, Арье; Кулеман, Фрисо; Хубер, Мартина; ван дер Зант, Херре С.Дж. (15 мая 2022 г.). «Одноэлектронные устройства на основе ферритина» . Биомолекулы . 12 (5): 705. дои : 10.3390/biom12050705 . ISSN 2218-273X . ПМЦ 9138424 . ПМИД 35625632 .
- ^ Рурк, Кристофер Джон (сентябрь 2018 г.). «Структуры массива «квантовых точек» ферритина и нейромеланина в дофаминовых нейронах компактной части черной субстанции и норадреналиновых нейронах голубого пятна» . Биосистемы . 171 : 48–58. Бибкод : 2018BiSys.171...48R . doi : 10.1016/j.biosystems.2018.07.008 . ISSN 0303-2647 . ПМИД 30048795 . S2CID 51722018 .
- ^ Рурк, Крис (6 января 2022 г.). «Применение физического субстрата катехоламинергического нейронного электронного транспорта (CNET) для сознания и выбора действий в интегрированной теории информации» . Энтропия . 24 (1): 91. Бибкод : 2022Entrp..24...91R . дои : 10.3390/e24010091 . ISSN 1099-4300 . ПМЦ 8774445 . ПМИД 35052119 .
- ^ Мутусси, К.; Зеки, С. (22 марта 1997 г.). «Прямая демонстрация перцептивной асинхронности зрения» . Труды Лондонского королевского общества. Серия Б: Биологические науки . 264 (1380): 393–399. дои : 10.1098/rspb.1997.0056 . ПМК 1688275 . ПМИД 9107055 .
- ^ Мутусси, К.; Зеки, С. (22 октября 1997 г.). «Функциональная сегрегация и временная иерархия систем зрительного восприятия» . Труды Лондонского королевского общества. Серия Б: Биологические науки . 264 (1387): 1407–1414. дои : 10.1098/rspb.1997.0196 . ПМЦ 1688701 . ПМИД 9364780 .
- ^ Зеки, С. (май 2003 г.). «Разобщенность сознания». Тенденции в когнитивных науках . 7 (5): 214–218. дои : 10.1016/s1364-6613(03)00081-0 . ISSN 1364-6613 . ПМИД 12757823 . S2CID 19365977 .
- ^ Блэкмор, С.Дж.; Брельстафф, Г.; Нельсон, К.; Троцянко, Т. (1995). «Является ли богатство нашего визуального мира иллюзией? Трансаккадическая память на сложные сцены». Восприятие . 24 (9): 1075–81. дои : 10.1068/p241075 . ПМИД 8552459 . S2CID 28031132 .
- ^ Перейти обратно: а б Ламме, В. (2002). «Великая Великая Иллюзия». Журнал исследований сознания . 9 : 141–157.
- ^ Эдвардс, Дж. К. (2005). «Является ли сознание лишь свойством отдельных клеток?» . Журнал исследований сознания . 12 :60–76.
- ^ Севуш, С (2006). «Однонейронная теория сознания». Журнал теоретической биологии . 238 (3): 704–725. Бибкод : 2006JThBi.238..704S . дои : 10.1016/j.jtbi.2005.06.018 . ПМИД 16083912 .
- ^ Баарс, Б.Дж. (1997), В Театре Сознания, Нью-Йорк, Oxford University Press.
- ^ Деэн, С.; Серджент, К.; Шанжё, Ж.-П. (2003). «Модель нейронной сети, связывающая субъективные отчеты и объективные физиологические данные во время сознательного восприятия» . Труды Национальной академии наук . 100 (14): 8520–8525. Бибкод : 2003PNAS..100.8520D . дои : 10.1073/pnas.1332574100 . ПМК 166261 . ПМИД 12829797 .
- ^ Бальдуцци, Д; Тонони, Дж. (2008). «Интегрированная информация в дискретных динамических системах: мотивация и теоретические основы» . ПЛОС Компьютерная Биол . 4 (6): e1000091. Бибкод : 2008PLSCB...4E0091B . дои : 10.1371/journal.pcbi.1000091 . ПМК 2386970 . ПМИД 18551165 .
- ^ Эдельман, Джеральд М. (1 февраля 1993 г.). «Нейронный дарвинизм: отбор и реентерабельная передача сигналов в высших функциях мозга». Нейрон . 10 (2): 115–125. дои : 10.1016/0896-6273(93)90304-А . ISSN 0896-6273 . ПМИД 8094962 . S2CID 8001773 .
- ^ Клиреманс, А (2011). «Тезис радикальной пластичности» . Границы в психологии . 2 : 86. дои : 10.3389/fpsyg.2011.00086 . ПМК 3110382 . ПМИД 21687455 .
- ^ Розенберг, Г. (2004) Место для сознания. Оксфорд, Издательство Оксфордского университета. ISBN 0-19-516814-3 .
- ^ Крик, Ф. (1995) Удивительная гипотеза. Скрибнер в мягкой обложке ISBN 0-684-80158-2 ISBN 978-0684801582
- ^ фон дер Мальсбург, Ч.; Шнайдер, В. (1 мая 1986 г.). «Нейронный процессор для коктейльной вечеринки». Биологическая кибернетика . 54 (1): 29–40. дои : 10.1007/BF00337113 . ISSN 1432-0770 . ПМИД 3719028 . S2CID 25195155 .
- ^ Певец, Вольф (25 января 2006 г.). «Сознание и проблема привязки» . Анналы Нью-Йоркской академии наук . 929 (1): 123–146. дои : 10.1111/j.1749-6632.2001.tb05712.x . ПМИД 11349422 . S2CID 3174911 .
- ^ Вернинг, М. (2012). Несимволическое композиционное представление и его нейронная основа: на пути к эмулятивной семантике. В М. Вернинге, В. Хинзене и Э. Мачери (ред.), Оксфордском справочнике по композиционности (стр. 633–654). Издательство Оксфордского университета. Оксфорд.
- ^ Смоленский П. и Лежандр Г. (2006). Гармоничный разум. От нейронных вычислений к грамматике теории оптимальности. Том. 1: Когнитивная архитектура. Кембридж, Массачусетс и Лондон: Брэдфордская книга, MIT Press.
- ^ Плейт, Т.А. (2003). Голографические уменьшенные изображения. Распределенное представление когнитивных структур. Центр изучения языка и информации. Стэнфорд, Калифорния: Стэнфордский младший университет Леланда.
- ^ Стюарт, Т.К. и Элиасмит, К. (2012). Композиционность и биологически правдоподобные модели. В. Хинзен, Э. Мачери и М. Вернинг (ред.), Оксфордский справочник по композиционности. Издательство Оксфордского университета. Оксфорд. 2012. стр. 596–615.
- ^ Маурер, Х. (2021). Когнитивная наука: Механизмы интегративной синхронизации в когнитивных нейроархитектурах современного коннекционизма. CRC Press, Бока-Ратон/Флорида, ISBN 978-1-351-04352-6. https://doi.org/10.1201/9781351043526
- ^ Маурер, Х. (2016). «Механизмы интегративной синхронизации в коннекционистских когнитивных нейроархитектурах». Computational Cognitive Science. 2:3. https://doi.org/10.1186/s40469-016-0010-8.
- ^ Маркус, GF (2001). Алгебраический ум. Интеграция коннекционизма и когнитивной науки. Книга Брэдфорда, MIT Press, Кембридж, ISBN 0-262-13379-2. https://doi.org/10.7551/mitpress/1187.001.0001
- ^ Бектель, В. и Абрахамсен, А.А. (2002). Коннекционизм и разум: параллельная обработка, динамика и эволюция в сетях. 2-е издание. Издательство Блэквелл, Оксфорд.
- ^ Вал Данилов, Игорь (17 февраля 2023 г.). «Теоретические основы общей интенциональности для нейробиологии при разработке биоинженерных систем» . ОБМ Нейробиология . 7 (1): 156. doi : 10.21926/obm.neurobiol.2301156 .
- ^ Вал Данилов, Игорь (2023). «Низкочастотные колебания для нелокальной связи нейронов в общей интенциональности до и после рождения: к происхождению восприятия» . ОБМ Нейробиология . 7 (4): 1–17. дои : 10.21926/obm.neurobiol.2304192 .
- ^ Вал Данилов, Игорь (2023). «Модуляция общей интенциональности на уровне клеток: низкочастотные колебания для временной координации в биоинженерных системах» . ОБМ Нейробиология . 7 (4): 1–17. дои : 10.21926/obm.neurobiol.2304185 .
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Циммер, HD (Хьюберт Д.); Меклингер, Аксель; Линденбергер, Ульман. (2006). Справочник по связыванию и памяти: перспективы когнитивной нейробиологии . Оксфорд; Нью-Йорк: Издательство Оксфордского университета. ISBN 978-0-19-852967-5 . ОСЛК 63702616 .