forumsklepmapakontakt

głównakognitywistykaencyklopedianauki o mózguSI i robotykaartykułyksiążkiz krajuwydarzenialinkio stroniepomoc
baner

Przejdź niżej

_

Przejrzyj dział

_

Dorobek Redakcji strony

Marek Kasperski
okładka2007, konsultacja merytoryczna: D. Casacuberta, Umysł. Czym jest i jak działa, Świat Książki.

_

okładka2006, redakcja merytoryczna: T. Stafford, M. Webb, 100 sposobów na zgłębienie tajemnic umysłu, Onepress.

_

okładka2005, redakcja merytoryczna: J. Hawkins, S. Blakeslee, Istota inteligencji, Onepress.

_

okładka2003, książka autorska: M. Kasperski, Sztuczna Inteligencja, Helion, (nakład wyczerpany).

_

Tomasz Komendziński
okładkaredaktor pisma: "Theoria et Historia Scientiarum. An International Interdisciplinary Studies".

_

okładka2003, redakcja: O myśleniu procesualnym: Charles Hartshorne i Charles Sanders Peirce, Wyd. UMK.

_

okładka2002, redakcja merytoryczna: S. Pinker, Jak działa umysł, Książka i Wiedza.

_

okładka2002, redakcja wraz z A. Szahajem: Filozofia amerykańska dziś, Wyd. UMK.

_

Leszek Nowaczyk
2006, redakcja merytoryczna: Rusz głową -  jak szybko podnieść poziom swojej inteligencji, Świat Książki.
_

 

 
Tu jesteś: nauki o mózgu / cognitive neuroscience

_

10 sierpnia 2010
ostatnia modyfikacja

definicja M. S. Gazzanigi

Autorem pojęcia cognitive neuroscience jest Michael S. Gazzaniga, który je zaproponował jeszcze w drugiej połowie lat 70. Podobno pomysł przyszedł, gdy badacz jechał taksówką na konferencję naukową i czytał pracę G. A. Millera, jednego z twórców psychologii poznawczej. Przynajmniej sam Gazzaniga tak twierdzi [3]. Faktycznie jednak określenie to zaczęto stosować znacznie później. Gazzaniga definiuje tę dziedzinę w bardzo prosty sposób, pisząc, że chodzi tutaj o poznawanie, “w jaki sposób mózg tworzy umysł“. Zobowiązany podać formalną definicję w podręczniku, odwołuje się do tego, co większość uczonych z tego zakresu robi:

“Cognitive neuroscience przyjmuje koncepcje poznawcze i bada kwestie mózgu/umysłu technikami psychofizycznymi i obrazującymi mózg, takimi jak fMRI, MR, PET i ERP. Wymaga to znajomości każdego z tych obszarów wiedzy i w przedsięwzięciu pojedynczego badania praktykowania kilku różnych podejść badawczych” [3, preface, str. XV].

Powyższa definicja nie jest w pełni satysfakcjonująca. Przede wszystkim wydaje się sugerować, że cognitive neuroscience polega na zastosowaniu metod neuroobrazowych do poznawania relacji między mózgiem a umysłem. Tymczasem już treść podręcznika, z jakiego zaczerpnięto tę definicję wskazuje, że te metody są niczym więcej niż tylko neuroobrazowaniem, zaś cognitive neuroscience obejmuje swym zakresem znacznie szerszy obszar wiedzy. Co więcej, metody neuroobrazowe dają co prawda interesujące wyniki, jednakże ogromna fascynacja jaka im towarzyszy w żadnym wypadku nie jest uzasadniona. Metody te mają znaczne ograniczenia co do możliwości badania zjawisk umysłowych i należy do nich podchodzić krytycznie. Wielu autorów określa neuroobrazowanie mianem „współczesnej frenologii” i podkreśla niejasność i subiektywność w interpretowaniu wyników – zwłaszcza, że “można zobaczyć różne wzorce aktywności w zależności od tego, gdzie badacz przesunie kursor i jaki przyjmie poziom istotności statystycznej” [8, str. 817]. Mimo to metody neuroobrazowe budzą obecnie duże zainteresowanie i stanowią najbardziej charakterystyczny sposób prowadzenia badań w zakresie cognitive neuroscience. Powyższa definicja, choć znacznie uproszczona i lakoniczna, jest jednak dobrym punktem wyjścia do wprowadzenia w ten obszar nauk o mózgu. W dalszej części artykułu mamy zamiar wyjaśnić, czym są „koncepcje poznawcze” oraz opisać, choćby pobieżnie, metody badań stosowane na tym polu, z naciskiem na metody neuroobrazowe.

 

_

popularność neuroscience

_

Na początku pragniemy zwrócić uwagę czytelnika na pojęcie neuroscience. Ponieważ jest to termin, który wymyka się umiejętnemu przekładowi na język polski, w tym artykule zaniechano próby przekładu (podobnie uczynili tłumacze „Neuropsychiatrii” J. L. Cummingsa i M. S. Megi). Jest to termin, który stał się ostatnio bardzo popularny i wydaje się, że jego użycie może zwiększać sukces ekonomiczny programów edukacyjnych oferowanych przez różne uczelnie, jak i książek, napisanych przez przedstawicieli nauk o mózgu. Pod redakcją Marka D`Esposito [2] ukazała się książka „Neurological foundation of cognitive neuroscience” (neurologiczne podstawy cognitive neuroscience), opisująca wybrane zespoły zaburzeń neuropsychologicznych, takie jak zaniedbywanie połowy przestrzeni, transkorowa afazja motoryczna, akalkulia itp. Redaktor podkreśla we wstępie, że celem książki nie jest po prostu prezentacja zaburzeń neuropsychologicznych, bowiem – jak słusznie zauważa – na ten temat jest już wiele książek, ale ukazanie normalnych procesów poznawczych w kontekście uszkodzenia mózgu. Mimo wszystko jest to jednak klasyczny obszar neuropsychologii (poznawczej). Z kolei inny podręcznik “Behavioral neurology and neuropsychology” (neurologia behawioralna i neuropsychologia) pod redakcją T. E. Feinberga i M. J. Farah ewoluował w wydaniu z 2000 roku w “Patient-based approaches to cognitive neuroscience” (podejście do cognitive neuroscience oparte na badaniach pacjentów) pod redakcją Farah i Feinberga. Nie inaczej ma się ze znaną książką Sally Springer i Georga Deutscha [9] traktującą o asymetrii funkcjonalnej półkul mózgu. Tradycyjnie najwięcej danych dostarczyła neurologia behawioralna, neuroanatomia, a przede wszystkim neuropsychologia, i to kompilacji wiedzy z tych obszarów poświęcone były wcześniejsze wydania tej książki. Tymczasem piąte wydanie otrzymało podtytuł „Z perspektywy cognitive neuroscience”. Autorzy uzasadniają to wolą połączenia danych neuropsychologicznych i tych pochodzących z neuroobrazowania i piszą wprost, że ich celem jest „umożliwienie czytelnikowi odbycie ekscytującej przygody intelektualnej – eksploracji dziedziny nazywanej obecnie cognitive neuroscience”. Przy okazji - właśnie to wydanie zostało znakomicie przełożone na język polski i w naszym odczuciu stanowi przystępny podręcznik wprowadzający dla tej dyscypliny (choć głównie z perspektywy badań nad asymetrią półkulową i nie wyczerpujący wszystkich obszarów wiedzy na ten temat). Pragniemy zauważyć, że właśnie w tytułach podręczników neuropsychologii (poznawczej) najbardziej uwidacznia się popularność nowego pojęcia, zaś ich treść wyraża płynny rozwój myśli o relacji między mózgiem a umysłem z klasycznych, do współczesnych obszarów badań naukowych. Wszystkie te książki nie są adresowane wyłącznie do psychologów, ale do neurologów, neurobiologów, oraz wszystkich innych zainteresowanych wiedzą o mózgu. Wiedza ta bowiem staje się coraz mniej elitarna, nie tylko z powodu prób rozszerzenia grupy docelowej klientów (studentów) płatnych kierunków studiów, ale także dla tego, że nauki o mózgu przyniosły w ostatnich latach znaczący postęp. Po prostu, coraz więcej ludzi pragnie dowiedzieć się czegoś więcej na ten temat licząc, że poznając tajemnice mózgu lepiej pozna tajemnice psyche, które to bodajże od zawsze wzbudzały u gatunku ludzkiego spore zaciekawienie. Postęp w naukach o mózgu faktycznie pozwala lepiej zrozumieć przynajmniej część z tych zagadek.

 

_

interdyscyplinarność neuroscience

_

Pojęcie neuroscience wyraża obecną od kilkunastu lat, jeśli nie dłużej, tendencję do scalania wiedzy o układzie nerwowym. Mózg jest organem niezwykłym o niezmiernie istotnym dla nas znaczeniu, dlatego wielu uczonych pracuje nad lepszym jego zrozumieniem. Istnieje wiele dziedzin wyspecjalizowanych pośrednio bądź bezpośrednio w poznawaniu budowy i działania układu nerwowego. Obecnie bardzo dobrze wiemy, że każda z tych dziedzin ma do zaoferowania wiele faktów. Stąd też wiedza dotycząca mózgu ma charakter interdyscyplinarny. Neurobiologia oferuje wiadomości z zakresu interakcji genów, cytologii, histologii, anatomii mikro- i makroskopowej, fizjologii na poziomie pojedynczych interakcji neuronalnych jak i na poziomie systemów. Wiadomości te dotyczą zarówno mózgu z perspektywy samego mózgu, jak i mózgu z perspektywy jego znaczenia dla zachowania się organizmów. Neurologia, neurochirurgia, psychiatria i neuropsychologia dostarczają opisów skutków uszkodzenia mózgu u człowieka, dynamiki procesów zachodzących w uszkodzonym mózgu i mechanizmów kompensacji i rehabilitacji zaburzonych procesów przetwarzania informacji. Wspólnie z farmakologią i neuroobrazowaniem udzielają odpowiedzi na kolejne ważne pytania, jak też stawiają nowe. Wreszcie rozwój metod matematycznych, fizycznych i informatycznych odgrywa bezsprzecznie istotną rolę. Zastosowanie metod obliczeniowych pozwala konstruować bardziej zaawansowane modele teoretyczne tworzące hipotezy odnośnie złożonych procesów przekształcania elementarnych danych w bardziej złożone informacje, co, jak zakładamy, ma miejsce w mózgu. Wyciąg z tych wszystkich obszarów nauki współtworzy jedną wielką wiedzę o układzie nerwowym. Z takiej perspektywy cognitive neuroscience to fragment tego ogromnego zbioru faktów, który mówi o związku między mózgiem a umysłem. Mózg można badać na setki sposobów i każdy jeden dostarcza ważnych informacji. Poszczególni uczeni co prawda pracują w obrębie swojej specjalności, jednak wyniki badań integrują z danymi pochodzącymi z innych dziedzin. Cognitive neuroscience jest więc pojęciem interdyscyplinarnym, które grupuje różnych uczonych tradycyjnie przypisanych odrębnych dziedzinom. Wszystko, co tylko może coś powiedzieć o relacji między mózgiem a umysłem jest częścią cognitive neuroscience.

Kosslyn i Anderson [4] pisząc wstęp do potężnego objętością podręcznika, będącego zbiorem najważniejszych publikacji wyznaczających kierunek cognitive neuroscience, charakteryzują tę dziedzinę na przykładzie trójkąta zależności. Górny wierzchołek to psychologia eksperymentalna (w domyśle – poznawcza), zaś dwa dolne to neuroscience oraz komputerowe modele obliczeniowe (w org. computer science). Mózg jest traktowany jako system przetwarzania informacji. W tym trójkącie zależności psychologia dostarcza opisu tego, co mózg robi, a więc opisuje dane na wejściu i wyjściu systemu. Neuroscience dostarcza opisy budowy i ogólnej charakterystyki przetwarzania informacji w mózgu, a więc dostarcza wiedzy o organizacji systemu. Analiza obliczeniowa (w org. computational) pozwala utworzyć koncepcje tłumaczące, jak dane na wejściu do systemu mogą zostać przez ten system przekształcone w dane otrzymywane na wyjściu. Autorzy podkreślają, że w nazwie tej dyscypliny pada silny akcent na biologiczność tej wiedzy, na „neuro” w neuroscience. Zjawiska umysłowe bowiem mogą być opisywane i analizowane na gruncie psychologii i metod obliczeniowych, ale mają silne uwarunkowania w aktywności mózgu. Dlatego też właśnie w tej aktywności powinny być przede wszystkim poszukiwane. Przyjmuje się tutaj w charakterze metodologicznym założenie, iż mózg tworzy umysł.

„To, że psychologia powinna być siłą przewodnią w takiej syntezie, nie powinno dziwić. Psychologia dostarcza programu dla nauk o mózgu; stawia pytania na temat aktywności umysłowej, którymi ostatecznie wszyscy chcemy się zająć” [1, str. 612].

 

_

koncepcje poznawcze

_

Po przez “koncepcje poznawcze” wypada rozumieć koncepcje bazujące na mniej lub bardziej standardowym gruncie psychologii poznawczej (nazywanej z j. angielskiego kognitywną - cognitive psychology). Narodziny psychologii poznawczej można datować na rok 1956, kiedy to miało miejsce pierwsze sympozjum kognitywne [6]. Lata pięćdziesiąte przyniosły też pierwsze koncepcje – Chomsky`ego (język), Broadbenta (uwaga), Millera (pojemność pamięci krótkotrwałej). Jednakże wydaje się, że szczególnie intensywny rozkwit tego kierunku myślenia miał miejsce w latach siedemdziesiątych. Źródeł psychologii poznawczej można się doszukiwać przede wszystkim w krytyce podejść psychoanalitycznego i behawiorystycznego. Okazało się bowiem, że tzw. „procesy psychiczne” można mierzyć za pomocą pomiarów fizykalnych, a więc można je badać naukowo, czemu zaprzeczali behawioryści, a czego psychoanalitycy nie byli w stanie zadowalająco wykazać. Oba te podejścia nie są błędne, jednakże niektórzy bardziej ambitni uczeni pragnęli dysponować pewnym szablonem pojęć w badaniach umysłu, tak jak fizycy dysponują matematyką i teorią Newtona, oraz chcieli robić coś innego, niż komentowanie dzieł Freuda i ćwiczenie gołębi w dziobaniu w przycisk. Tym, co pozwoliło na naukowe ujęcie psychiki, był pomiar czasu reakcji i metoda odejmowania czasów uzyskanych w różnych warunkach, zapoczątkowana przez Dondersa jeszcze w XIX wieku. Tak więc, za pomocą pomiaru czasów reakcji i liczby popełnianych błędów w zadaniach seryjnych zaczęto wnioskować o zjawiskach zachodzących w umyśle. Procesy, albo funkcje psychiczne zaczęto opisywać nie tak, jak dawniej, kiedy punktem wyjścia była filozofia. Tym razem procesy te stanowiły konstrukty teoretyczne, które dobrze tłumaczyły wyniki eksperymentów. Nabrały charakteru empirycznego. Oczywiście, w tym podejściu bardzo wiele zjawisk nie mogło zostać zmierzonych, ale nikt nie twierdzi, że psychologia poznawcza musi wyjaśnić wszystkie zjawiska.

Aby zrozumieć zachowanie się człowieka (a to jest oficjalnym przedmiotem psychologii), należy zrozumieć, w jaki sposób interpretuje on bodźce, jak rozumie i poznaje świat - tak twierdzi H. Markus [za: 5]. Psychologia poznawcza przyjęła, że wiedzę o świecie człowiek przechowuje w swoim umyśle w postaci abstrakcyjnej reprezentacji tego świata. Umysł nie rejestruje biernie tej rzeczywistości niczym kamera lub aparat fotograficzny, lecz tworzy na jej temat pewną wiedzę w postaci obrazów, pojęć, sądów. Raz skonstruowana reprezentacja poznawcza nie musi pozostawać niezmienna, może być dowolnie zmodyfikowana. Poznawanie świata to aktywne konstruowanie reprezentacji poznawczych z uwzględnieniem emocji, motywacji, treści już znajdujących się w umyśle. Konstruowaniem tych reprezentacji i dokonywaniem na nich przekształceń zajmują się procesy poznawcze. Możemy wyróżnić kilka ogólnych kategorii tych procesów [6]:

  • Procesy uwagi – odpowiadają za „selekcję informacji i zapobieganie negatywnym skutkom przeładowania systemu poznawczego przez nadmiar danych”.

  • Procesy percepcji (spostrzegania) – odpowiadają za „aktywną interpretację danych zmysłowych z wykorzystaniem wskazówek kontekstualnych, nastawienia i wcześniej nabytej wiedzy”.

  • Procesy pamięci – odpowiadają za „nabywanie oraz przechowywanie informacji i umożliwiają późniejsze jej wykorzystanie”.

  • Myślenie – stanowi „proces łączenia elementów poznawczej reprezentacji świata w dłuższe ciągi, zastępujące realne, obserwowalne zachowanie w rzeczywistym świecie fizycznym lub społecznym, uwalniając nas od konieczności ponoszenia natychmiastowych skutków naszych działań”.

  • Rozumowanie – stanowi „formułowanie wniosków na podstawie przesłanek, czyli z wykorzystaniem uprzednio nabytej lub powszechnie dostępnej wiedzy”.

  • Rozwiązywanie problemów – stanowi „redukowanie rozbieżności pomiędzy stanem aktualnym a pożądanym, polegające na zaplanowanej sekwencji operacji poznawczych”.

  • Procesy kontroli poznawczej (tzw. funkcje wykonawcze i automatyzacja) – odpowiadają za „zdolność systemu poznawczego do nadzorowania i regulowania własnych procesów poznawczych, a także planowanego sterowania ich przebiegiem”.

  • Język i mowa – odpowiadają za „kodowanie znaczenia poprzez wykorzystanie skończonego zbioru symboli (dźwięków mowy lub znaków pisma)”, umożliwiają „przekazywanie znaczeń oraz wpływanie na zachowanie cudze lub własne; (...) wspomagają procesy przetwarzania informacji, przede wszystkim myślenie i rozumowanie, ale również percepcję, pamięć i kontrolę poznawczą; (...) umożliwiają myślenie pojęciowe, którego składnikami są pojęcia, sądy i schematy”.

Początkowo, z wyjątkiem nielicznych przypadków, psychologowie poznawczy ignorowali mózg i tak samo jak behawioryści twierdzili, że rozumienie działania mózgu nic nie wniesie do poznania umysłu. Wychodzono z założenia, że umysł to software, oprogramowanie mózgu, który jest niczym innym, jak hardware dla umysłu. Umysł, jako oprogramowanie może działać na różnych maszynach, tak więc studiowanie maszyn takich jak mózg, czy komputer, nie wiele wniesie do poznania umysłu, podobnie jak znajomość działania komputera nie wiele wniesie do poznania oprogramowania (takiego np. MS Windows). Szybko jednak zdano sobie sprawę, że najprawdopodobniej jest to błędne myślenie i wielu uczonych porzuciło taki dualizm. Umysł nie jest programem komputerowym, a mózg nie jest komputerem. Zaczęto wówczas chętniej zwracać się w stronę neuropsychologii i psychofizjologii (w latach 80. okrzyknięto powstanie neuropsychologii poznawczej). Wreszcie, powszechne stosowanie metod neuroobrazowych pozwoliło niektórym uczonym dojść do wniosku, że zbliżamy się znacznie do momentu, w jakim będzie możliwe fizykalne badanie psyche w akcji. Metody neuroobrazowe doprowadziły do przerzucenia pomostu między psychologią a neuroscience, umożliwiając przebywanie na takim wspólnym terytorium przedstawicieli różnych nauk. W efekcie elementarne procesy poznawcze, takie jak percepcja, uwaga, pamięć a w pewnych sytuacjach również i funkcje wykonawcze oraz pamięć robocza, zaczęły się pojawiać w badaniach prowadzonych nie tylko przez psychologów. Pojęcia te są obecne w medycynie, szczególnie w neurologii (głównie za sprawą neuropsychologii), ale również i w neurobiologii. Niektórzy badacze dość swobodnie używają pojęć pamięci krótko- i długotrwałej oraz ogólnie „zdolności poznawczych” w odniesieniu do procesów uczenia się muszki owocówki, oraz związku tych zdolności z asymetrią jej mózgu [7]. Istnieją także grupy neurobiologów bezpośrednio zainteresowane możliwością obserwacji procesów poznawczych w akcji w trakcie rejestracji wskaźników neurofizjologicznych. Przykładem mogą być tutaj studia nad percepcją wzrokową i pamięcią naczelnych, gdzie aktywność pojedynczych neuronów koreluje się z prezentowanymi bodźcami. Badania te wpisują się zarówno w kanon tradycyjnie rozumianej neurobiologii, jak i cognitive neuroscience.

 

Literatura cytowana:

  1. Albright T. D., Kandel E. R., Posner M. I. (2000) Cognitive neuroscience. Current Opinion in Neurobiology, 10: 612-634.

  2. D`Esposito M. E. [red.] (2003) Neurological foundation of cognitive neuroscience. Cambridge: MIT Press.

  3. Gazzaniga M. S, Ivry R. B, Mangum G. R, (2002) Cognitive Neuroscience. The Biology of Mind. 2nd edit. New York: W. W. Norton & Co.

  4. Kosslyn S. M., Anderson R. A. [red.] (1992) Frontiers in Cognitive Neuroscience. Cambridge: Brandford Book, MIT Press.

  5. Maruszewski T. (1996) Psychologia poznawcza. Warszawa: Polskie Towarzystwo Semiotyczne.

  6. Nęcka E., Orzechowski J., Szymura B. (2006) Psychologia poznawcza. Warszawa: Wydawnictwo Naukowe PWN.

  7. Pascual A., Huang K. L., Neveu J., Preat T. (2004) Neuroanatomy: Brain asymmetry and long-term memory. Nature 427, 605-606.

  8. Prigatano G. P. (2003) Challenging dogma in neuropsychology and related disciplines. Archives of Clinical Neuropsychology, 18: 811-825.

  9. Springer S. P., Deutsch G. (2004) Lewy mózg, prawy mózg. Z perspektywy neurobiologii poznawczej. Warszawa: Prószyński i S-ka.

Więcej książek w: serwis z książkami nakanapie.pl (książki, audiobooki, e-booki).

 

2006-09-08
autor: Jan Wójcik

 

_

© Marek Kasperski / 2000-2009

 

Szukaj w wortalu

_

Oferta e-sklepu

okładkiTematyka: filozofia umysłu, filozofia języka, neuroscience, psychologia kognitywna, robotyka, sztuczna inteligencja

Autorzy: Arbib, Boden, Breazeal, Calvin, Churchland, Dennett, Edelman, Ekman, Gazzaniga, Greenfield, Hofstadter, Johnson-Laird, Kurzweil, Loftus, McCorduck, Minsky, Moravec, Norman, Pylyshyn, Searle, Schank, Stillings, Wortman...

więcej »

_

Oferta Partnerów

okładkaT. Stafford, M. Webb, 100 sposobów na zgłębienie tajemnic umysłu, Onepress 2006.

Nowości z wyd. Helion

_

Nasi Partnerzy

baner.baner.

_