|
|
Смит Ноэль. Современные системы психологии.Категория: Психология, Системный подход в психологии | Просмотров: 47185
Автор: Смит Ноэль.
Название: Смит Ноэль. Современные системы психологии. Формат: HTML Язык: Русский Скачать по прямой ссылке Коннекционистские сети. Коннекционизм отходит от основанной на правилах вычислительной системы, в которой внутренне репрезентируемый мир не имеет прочной связи с реальным миром. Коннекционизм остается верным понятию репрезентаций, но предполагает, что эти репрезентации являются реакциями на входные сигналы из реального мира, взвешиваемые с целью их категоризации (Bechtel, 1990), или что они представляют собой образы, возникающие в результате нейронной активации, распространяющейся из центральной сети смысловых структур (meaning structures) к периферийным структурам (Lundh, 1995).
Сторонники данной конструкции придают особую важность паттернам активации в сетях, аналогичных нейронным сетям, а не встроенным символам или правилам. Их теория предполагает, что комплексы узлов оказывают возбуждающее или тормозящее действие друг на друга и в результате их взаимосвязи образуют блок (unit). Узлы обладают иерархической структурой входов и выходов; одни из них принимают внешние входные сигналы, другие выполняют промежуточные (вспомогательные) функции, а третьи — посылают выходные сигналы другим узлам. Такие паттерны активации или сигналов, посылаемых одними узлами другим, подчиняются набору правил (алгоритмов, как в компьютерном программировании), определяющих мощность входных и выходных сигналов, передаваемых между узлами. В сетях хранятся репрезентации, такие как вид дерева или запах выпекаемого хлеба, в виде распределения активированных узлов. Поскольку количество возможных паттернов огромно, запах и вид дерева или даже два различных запаха не вступают в противоречие друг с другом, за исключением случаев практически полного сходства. Оказывать возбуждающее или тормозящее влияние друг на друга могут не только отдельные узлы, но и блоки (units) — группы узлов, каждая из которых производит собственный общий выходной сигнал, соответствующий результирующему весу всех входных сигналов, полученных от других узлов. Блоки организованы иерархическим образом,аналогичным иерархии узлов. Блоки обучаются алгоритму генерации выходного паттерна сигналов в ответ на входной паттерн сигналов из внешнего мира без необходимости следовать каким-либо встроенным правилам. Согласно данной теории, поскольку огромное количество узлов функционирует одновременно и на различных уровнях организации, обработка носит параллельный, а не последовательный характер, в противоположность большинству поточных схем обработки информации (Balard, 1986; Hinton & Anderson, 1981; Holy oak & Thagard, 1990; McClelland et al, 1986; Rumelhart & McClelland, 1986; Smolensky, 1988). Смоленский (Smolensky, 1995) полагает, что ментальные репрезентации представляют собой векторы, возникающие не в пределах узла, а в виде паттерна активности, чьи свойства объясняют состав репрезентации без необходимости прибегать к причинно-следственным отношениям. Фодор (Fodor, 1997) считает, что в теории Смоленского неявно используется структура «классической теории ментальных репрезентаций» без признания этого факта, а затем утверждается эффективность теории без классической структуры. Одно возможное объяснение механизма обучения сетей предполагает, что когда первоначальный выходной паттерн ошибочен, происходит его сравнение с правильной реакцией. Благодаря цепи обратной связи узлы корректируются таким образом, чтобы в следующий раз паттерн сигналов был правильным. Например, если вы пытаетесь выучить немецкое слово Naturwissenschaft (естествознание), но при этом у вас в голове всплывает Natur-wunderkeit, или вам вообще не удается удержать в голове эту форму, вы должны проверить ее написание по словарю. Тогда в сети будет запущен процесс корректировки. После серии попыток и исправлений в сети будут сформированы все необходимые правильные алгоритмы. Следовательно, в сети, которая не была запрограммирована в соответствии с правилами немецкого словообразования, будет выработана собственная программа, содержащаяся в узлах и блоках узлов. Тиенсон (Tienson, 1990) отмечает, что нечто в процессе обратной связи должно изменять веса на адекватные, однако авторы данной гипотезы не предлагают описания такого механизма, и остается неясным, каким образом он может функционировать. Другой подход к коннекционистским сетям представляет собой форму «конструктивизма». Он гласит, 91 что нейронные структуры, на основе которых функционируют когниции, не являются врожденными, а формируются в результате взаимодействия с окружающей средой (Quartz, 1993). Заучивание алгоритмов, помимо модификации весов входных сигналов, включает также добавление новых структур. Эта конструктивистская теория «допускает, что среда, окружающая обучающиеся системы, играет центральную роль в конструировании репрезентаций, лежащих в основе способности этих систем к обучению в данном окружении» (р. 239) Автор утверждает, что такой конструктивистский подход, допускающий добавление новых связей и структур в процессе обучения, имеет важные преимущества перед теорией врожденных и жестко фиксированных структур PDP (распределенной параллельной обработки). По мере усложнения нейронной структуры в процессе обучения репрезентирующая способность сети возрастает, и могут возникать новые репрезентации. В подтверждение своей точки зрения автор ссылается на тридцатилетний опыт нейробиологических исследований, свидетельствующий о возрастании сложности нейронной организации в ходе постнатального развития и адаптивности этого процесса, оказывающей прямое влияние на структуру головного мозга. Поскольку остается неясным, как мозг может репрезентировать и обрабатывать символы, была предпринята попытка представить на основе данной теории модель, в соответствии с которой могут возникать репрезентации. Так, согласно этой модели, репрезентация слова Natunvissenschaft распределяется в виде паттерна в пределах одного блока или между блоками, и его сохранение обусловлено силой взаимосвязей. Этот паттерн взаимосвязей позволяет нам воспроизводить слово Naturwissenschaft. Проводя эксперименты, в которых форма предъявляемых слов оказывала влияние на опознание сходных форм слов («морфологическая преднастройка»), исследователи сообщают, что результаты подтверждают кон-некционистскую точку зрения, согласно которой данный эффект объясняется характеристиками активизации коннекционистской сети, несмотря на отсутствие эксплицитной репрезентации словесных форм в данной сети (Rueckl et al.,1997). Следует отметить, что коннекционистская теория расходится по данному вопросу с когнитивной нейропсихологией, настаивающей на том, что функции мозга должны быть локализованы, а коннекционизм практически не дает биологического объяснения ког-ниций (Kosslyn & Koenig, 1992). Коннекционистская теория также расходится с точкой зрения на когниции как основанные на правилах или символические репрезентации. Оппоненты коннекционизма утверждают, что его позиция является возвратом к ассоци-анизму в компьютерообразном облачении (Pinker & Mehler, 1988). Динамические репрезентации. Данный подход (Port & van Gelder, 1995) разделяет представления о ментальных (внутренних) состояниях, но отвергает концепции манипулирования символами и коннекционистской обработки. Он гласит, что ментальные состояния представляют собой взаимоотношения мозг — среда, а также функции мозга. Сторонники данного подхода считают, что для того чтобы репре-зентационные свойства биологического поведения обрели стабильность, требуется время, и следовательно, время является неотъемлемым свойством такого поведения. Как символические, так и коннек-ционистские репрезентации рассматриваются как статичные дискретные вещи, что несовместимо с непрерывным временным характером биологических событий. Именно динамические временные изменения координируют тело и среду, благодаря чему образуются значения, а значения определяют ментальные состояния. Такие ментальные состояния, как, например, память или восприятие, не предполагают наличия внутреннего набора символов для внешнего объекта, а являются «динамической репрезентацией», специфической для события окружающего мира. Нервная система поддерживает отношения организм-среда, однако она не порождает и не репрезентирует их. Это подтверждается тем фактом, доказывают сторонники данного подхода, что у биологических видов, обладающих совершенно различными нейронными структурами, наблюдаются функционально эквивалентные формы поведения. Источником вдохновения для данного подхода явились работы Гибсона (глава 13, с. 328) по экологическому восприятию, свидетельствующие о том, что среда обеспечивает информацию о значащих событиях, когда такие события происходят во взаимодействии организма и среды. Память Память как хранилище и как обработка данных. Один из важнейших экспериментов не только для понимания феномена памяти, но и для когнитивной психологии в целом был проведен Стернбергом (Sternberg, 1966, 1969), изучавшим мысленное сканирование (mental scanning) объектов в памяти. Он просил испытуемых запомнить список слогов или цифр, а затем предъявлял им еще один слог или цифру. Их задачей было как можно скорее определить, относится ли данный слог или цифра к заученному ими списку, и соответственно ответить «да» или «нет». Стернберг обнаружил, что чем длиннее был список, тем большим было время реакции испытуемых, независимо от того, содержался ли контрольный слог в списке или нет. Он пришел к заключению, что поиск в памяти предполагает серию последовательных сравнений нового элемента с 2 Заметьте, что автор делает акцент на окружении нервной системы (nervous system) и обучаемости нервной системы, а не индивидуума. 92 каждым из содержащихся в памяти и продолжается до конца списка даже в том случае, если соответствие найдено. Но зачем продолжать сканирование после того, как соответствие обнаружено? Возможный ответ содержался в более детальных данных его экспериментов: добавление каждого нового пункта к списку увеличивало время реакции на 38 миллисекунд, что дает скорость сканирования от 25 до 30 пунктов в секунду. Благодаря такой большой скорости сканирования, вероятно, является более эффективным пройти по всему списку, прежде чем решить «да» или «нет», чем делать это после каждого сравнения. Данный результат противоречил ожиданиям и не мог быть получен каким-либо иным способом, кроме эксперимента. Стернберг составил схему, отображающую поток информации между запоминаемым списком и тестовым пунктом, и согласовал ее с линейным уравнением, описывающим эти соотношения. Предложенная им теория оказала значительное влияние на когнитивную психологию и положила начало многочисленным экспериментам, преследующим цель проверки данной теории. Многие когнитивисты рассматривают память как состоящую из двух типов хранилищ. В одном из них хранятся данные кратковременной, а в другом — долговременной памяти. Когда мы слышим имя человека, с которым только что познакомились, имя попадает в сенсорное хранилище, а оттуда перемещается в краткосрочное хранилище, когда мы внутренне повторяем его, чтобы использовать снова. Если мы не осуществляем этого внутреннего повторения и не используем имя, информация о нем быстро затухает или замещается новой информацией в кратковременном хранилище. Если мы связываем новое имя с кем-то или чем-то нам уже известным, оно может переместиться в долговременное хранилище. Продолжение внутреннего повторения или использования имени также может привести к такому перемещению. Содержимое кратковременного хранилища кодируется в звуках, а долговременного — в значениях. Извлечение информации из долговременного хранилища часто бывает более замедленным вследствие огромного количества содержащейся в нем информации, среди которой необходимо осуществить поиск. Кроме того, часто предполагается, что дополнительное кратковременное хранилище содержит сенсорную информацию. Классический эксперимент, призванный продемонстрировать постоянное и неизменное сохранение данных опыта в памяти, был проведен Пенфилдом (Penfild, 1958a, 1958b), нейрохирургом Монреальского неврологического института. Он проводил электрическую стимуляцию различных участков поверхности коры головного мозга у больных эпилепсией со вскрытой для операций черепной коробкой. Пенфилд использовал только местный наркоз черепа, так что скальп, череп и мозг были нечувствительны к прикосновению и даже хирургическому вмешательству, однако пациенты находились в бодрствующем состоя- нии и могли сообщать о своих ощущениях при электрической стимуляции. Некоторые замечания пациентов описывали чисто биологические ощущения, такие как покалывание или онемение в тех или иных частях тела. Другие носили психологический характер, как, например, зрительные сцены или воспоминания о прошлых событиях. Третьи ограничивались звуковыми, цветовыми и тактильными ощущениями. Скиннер (Skinner, 1963) считает, что «...легче предположить, что при этом вызывается само поведение видения, слышания и т. д., чем то, что активизируется некая копия предшествующих средовых событий, которую испытуемый в этот момент видит или слышит. В обоих случаях следует предположить, что при этом имеет место поведение, аналогичное реакции на исходные события, — испытуемый видит или слышит, — однако предположение о воспроизведении событий, воспринимаемых зрением или слухом, является излишним усложнением» (р. 955). Всего реагировало на экспериментальное воздействие менее 8% пациентов, причем часть из них, вероятно, сообщали о реконструируемых событиях, а не о воспоминаниях. Большинство отчетов были туманными. Серьезным недостатком процедуры являлось отсутствие независимых наблюдателей, которые могли бы проверить точность наблюдений и описаний Пенфилда. Валенстайн (Valenstein, 1973) отмечает: «Создается впечатление, что помещение электродов на специфические участки мозга с неизбежностью вызывает те или иные формы поведения. Однако те, кто участвовал в данных исследованиях, определенно могут сказать, что это не так» (р. 87). Была предложена альтернатива двухуровневой (или трехуровневой, если включать сенсорное хранилище) теории памяти, утверждающая, что память функционирует в соответствии с последовательностью стадий обработки информации (Craik & Lockhart, 1972). На первой стадии такая информация, как имя, которое мы слышим при встрече с человеком, обрабатывается в соответствии с воспринимаемыми акустическими (звуковыми) характеристиками. На следующей стадии происходит обработка семантической составляющей в соответствии с тем значением, которое мы придаем полученной информации. При переходе на более глубокие уровни обработки информация приводится в соответствие с организованным комплексом знания. Например, имя нового знакомого начинает означать члена команды по боулингу, чье высокое мастерство становится важным для успеха всей команды. Если двухуровневая теория гласит, что информация переходит из кратковременной в долговременную память благодаря заучиванию наизусть, то теория стадий обработки утверждает, что для сохранения в памяти существенным оказывается осмысленное и организованное внутреннее повторение новой информации в процессе ее обработки. 93 Согласно другой теории памяти, память состоит из (а) процедурной памяти, обеспечивающей связь между стимулами и реакциями, включая взаимосвязи комплексных стимулов; (б) семантической памяти, позволяющей иметь внутренние репрезентации и обработанные конструкции (manipulative constructions) мира и (в) эпизодической памяти, позволяющей индивидууму сохранять воспоминания о личном опыте и возвращаться в памяти назад для просмотра воспоминаний. Далее эта теория предполагает три рода отношений: (а) процедурная память независима от остальных двух, тогда как семантическая память до некоторой степени привязана к процедурной памяти, а эпизодическая — и к той и к другой; (б) каждый тип памяти связан с определенной формой осознавания — процедурная с неосознавани-ем (non-awareness), семантическая — с осознаванием и эпизодическая — самоосознаванием; и (в) каждая из систем памяти является частью отдельной нейронной системы, имеющей свою собственную эволюцию (Tulving, 1985)3. Поскольку позитронная эмиссионная томограмма показала, что более интенсивный кровоток в правой части расширенной лимбической системы мозга связан с новой, в противовес знакомой информации, а также в определенных участках мозга — со сложными изображениями, Тулвинг и его коллеги (Tulving et al.,1994) пришли к выводу, что в соответствующих участках мозга расположены сети, кодирующие визуальные / пространственные новые стимулы. Проведя обзор литературы, описывающей, каким образом четыре системы памяти справляются с четырьмя типами диссоциации, Тулвинг (Tulving, 1996) находит свидетельства в пользу существования множественных систем долговременной памяти и их нейронной основы. Конструкт разума часто рассматривается как пространственный; при этом различные элементы памяти располагаются в отдельных точках этого пространства. Поскольку воспоминания, предположительно, хранящиеся в долговременной памяти, отличаются значительным разнообразием — навыки катания на роликовых коньках, названия улиц родного города, рецепты приготовления печенья, команды компьютерных программ, речевые навыки и т. д. -маловероятно, что все они сохраняются в одной и той же форме. А предположение о том, что информация попадает в долговременную память благодаря внутреннему повторению, игнорирует тот факт, что и без такого повторения человек в течение длительного времени способен помнить подробности собственной свадьбы или основную сюжетную линию художественного фильма. Связаться с администратором Похожие публикации: Код для вставки на сайт или в блог: Код для вставки в форум (BBCode): Прямая ссылка на эту публикацию:
|
|