یادداشت‌های سخنرانی در مورد نظریه محاسباتی و علوم عصبی شناختی

مروری کلی

• بحث بر روی سطح تحلیل نظریه محاسباتی مر تمرکز داشت، به‌ویژه در زمینه دید رنگ و درک چهره.
• هدف درک این است که چگونه مغز به ذهن منجر می‌شود.
• اهمیت روش‌ها در علوم عصبی شناختی.

موضوعات اصلی

ذهن و نظریه محاسباتی

• علم شناختی به دنبال درک این است که چگونه ذهن از مغز ظهور می‌کند.
• ذهن‌ها به عنوان محاسباتی که نمایش‌ها را استخراج می‌کنند، مفهوم‌سازی می‌شوند.
• نمونه‌هایی از نمایش‌های ذهنی شامل ادراکات (مانند حرکت، رنگ) و افکار می‌باشند.
• هدف بلندمدت: توسعه یک نظریه محاسباتی دقیق از عملکردهای ذهنی.

چارچوب مر

• سؤال کلیدی: چه چیزی محاسبه می‌شود و چرا؟
  • ورودی‌ها: اطلاعاتی از محیط (مانند نور).
  • خروجی‌ها: ادراکات (مانند دیدن یک شیء).
  • چالش‌های محاسباتی در ترجمه ورودی به خروجی.
• نقل‌قول از مر: "برای درک ادراک... مطالعه تنها نورون‌ها مثل تلاش برای درک پرواز پرنده با مطالعه تنها پرها است."
• تأکید بر فهم مشکلاتی که توسط مغز حل می‌شوند.

مطالعه موردی 1: دید رنگ

اهمیت رنگ

• رنگ در شناسایی اشیاء (مانند میوه) و اتخاذ تصمیمات (مانند رانندگی) کمک می کند.
• ادراک رنگ درگیر محاسبات پیچیده‌ای است که از نور برخوردار بر شبکیه شکل می‌گیرد.

مسائل ناشناخته در ادراک

• تعیین رنگ شیء (بازتابندگی) از نور (درخشندگی) یک مسئله ناشناخته است.
• نیاز به اطلاعات اضافی یا فرضیاتی درباره شرایط نوری دارد.
• مثال‌هایی از دیگر مسائل ناشناخته در ادراک:
  • ادراک شکل (اپتیک معکوس).
  • یادگیری زبان (مانند استنتاج معنا از یک کلمه تنها).

مطالعه موردی 2: درک چهره

اهمیت تشخیص چهره

• درک چهره اطلاعات اجتماعی حیاتی (هویت، حالت، توجه) فراهم می‌کند.
• پدیده پروزوپاگنوزیا: مشکل در تشخیص چهره‌ها که بر تعاملات اجتماعی تأثیر می‌گذارد.
• اهمیت تجربه: آشنایی با چهره‌ها توانایی تشخیص را بهبود می‌بخشد.

سوالات کلیدی برای تشخیص چهره

• ورودی‌ها و خروجی‌ها چه هستند؟
• چگونه تشخیص چهره با تشخیص شیء متفاوت است؟
• پیاده‌سازی‌های عصبی در مغز چیست؟

روش‌ها در علوم عصبی شناختی

• استفاده از روش‌های مختلف برای مطالعه فرآیندهای شناختی، شامل:
  • روان‌فیزیک: درک ادراک از طریق رفتار و پاسخ‌ها.
  • fMRI: ثبت فعالیت مغز مرتبط با وظایف شناختی خاص.

روش‌های تحلیل

مطالعات روان‌فیزیک

• آشکارسازی استراتژی‌های استفاده شده در ادراک دیداری از طریق پاسخ‌های رفتاری.
• مثال از ادراک رنگ در خودروها:
  • همه خودروهای ارائه شده یک رنگ بودند، اما به دلیل موضع به طور متفاوتی ادراک شدند.

fMRI

• اندازه‌گیری جریان خون مرتبط با فعالیت عصبی.
• ارائه بینش‌هایی به مناطق مغزی فعال در طول وظایف خاص (مانند تشخیص چهره در مقابل شیء).
• محدودیت‌ها: اندازه‌گیری غیرمستقیم فعالیت عصبی، رزولوشن مکانی و زمانی محدود.

خلاصه

• درک ذهن و مغز نیازمند چندین سطح تحلیل (نظریه محاسباتی، الگوریتم‌ها، نمایش‌ها و سخت‌افزار) است.
• روش‌های مختلف بینش‌هایی به عملکردهای شناختی و پایه عصبی ادراک ارائه می‌دهند.
• کلاس بعدی به عمق به روش‌های استفاده شده در علوم عصبی شناختی خواهد پرداخت.