PROCESY POZNAWCZE SLAJDY 2015/2016
Wykład 1
Pierwszy opisany w historii eksperyment dotyczy zagadnień kognitywistycznych (z pogranicza lingwistyki, antropologii i psychologii rozwoju poznawczego): Herodot (VI w. p.n.e. opisuje eksperyment rzekomo przeprowadzony na polecenie egipskiego króla Psametycha I (VII w. p.n.e.), którego celem było sprawdzenie, jaki był pierwszy język świata, poprzez odnotowanie pierwszych wypowiedzi niemowląt rozwijających się bez kontaktu z żadnym językiem.
W XIX wieku pojawia się zainteresowanie neurofizjologią, które prowadzi do pierwszych prób empirycznego badania procesów poznawczych–Franciscus Donders (~1869) pomiar czasu reakcji, metoda subtrakcyjna; wykazanie, że reakcje wymagające wyboru trwają dłużej niż reakcje wymagające rozpoznania, które są dłuższe niż reakcje proste. Odejmując czasy reakcji wyznaczamy czas, w którym trwa dane proces (odbiór bodźca → rozpoznanie → wybór). Pierwsze odkrycia dotyczące funkcji poznawczych określonych struktur mózgowych (mowa czynna – obszar Broki: Pierre Paul Broka ~1861, rozumienie mowy – obszar Wernickego: Carl Wernicke ~1874). Powstają pierwsze laboratoria psychologii eksperymentalnej, w których zagadnienia poznania (spostrzeganie, myślenie, podejmowanie decyzji) należą do głównych przedmiotów badań-Wilhelm Wundt (~1879)-William James (~1875).
I połowa XX wieku w Europie to nurt psychologii postaci, zakładającej że:–Percepcja ≠się recepcja (proste sumowanie fizycznych pobudzeń receptorów), ale proces nakładania na bodźce struktury–Te same prawa (prowadzące do rozróżnienia figura – tło), które obowiązują w percepcji za pomocą zmysłów, obowiązują też w wyższych procesach umysłowych... także (a raczej przede wszystkim, choć nieco później)–Albert Michotte – fenomenologia percepcji (Leuven, Belgia)–Frederic Bartlett – schematy pamięciowe (Cambridge)–i (trochę później, po 1950, też w Wielkiej Brytanii) badania nad uwagą i pamięcią, np. Donald Broadbent.
Jean Piaget (1896-1980) „epistemologia genetyczna” Piageta: pierwszy współczesny program kognitywistyczny–Poznanie jest adaptacją biologiczną–Ale prawidłowy jego opis to opis struktur formalnych (nie istniała jeszcze informatyka – Piaget wykorzystywał zaawansowaną logikę formalną)–Rozwój polega na radykalnej reorganizacji struktury formalnej poznania w wyniku równoważenia dwóch procesów: asymilacji (włączania do struktury nowych obiektów), akomodacji (dostosowywania struktury do nowego obiektu) (+ abstrakcja refleksująca).
Behawioryzm : Edward Tolman (neobehawiorysta): mapy poznawcze–Próby pogodzenia behawioryzmu z jednej strony, a teorii informacji i powstającej właśnie cybernetyki z drugiej (a także rozwijającej się wiedzy o mózgu):●Miller, Pribram, Galanter: „Plany i struktura zachowania”–Fritz Heider i poznawcza psychologia społeczna–Jerome S. Bruner: „new look” psychology: oczekiwania, potrzeby, wartości modyfikują percepcję. –James i Eleonore Gibsonowie: ekologiczna, ale niebehawiorystyczna koncepcja percepcji i działania.
Lata 50 XX wieku: Rozwój informatyki–Matematyczna teoria informacji–Pierwsze komputery–Pierwsze programy sztucznej inteligencji (1957: General Problem Solver H. Simone'a i A. Nevella)●Noam Chomsky rzuca wyzwanie behawiorystycznej koncepcji nabywania języka, proponując wrodzone struktury nabywania gramatyki (1957: „Syntactic structures”,1959: „A Review of B. F. Skinner's Verbal Behaviour” )●George A. Miller publikuje w 1956 r. artykuł „Magical number 7+/-2: some limits on our capacity for processing information”.
W 1956 roku na MIT w Cambridge, MA Pierwsza konferencja kognitywistyczna
●Narodziny współczesnej psychologii poznawczej, jako części kognitywistyki (wtedy też dopiero się rodzącej)●Paradygmat przetwarzania informacji (metafora komputerowa)●Termin „psychologia poznawcza” - cognitive psychology utrwalił się wraz z publikacją przez Ulirka Neissera monografii „Cognitive psychology” w 1967 r i równocześnie założenia pisma pod tym samym tytułem●Na oficjalne powołanie kognitywistyki – cognitive science – trzeba było poczekać jeszcze do 1977 r: powstaje wtedy Cognitive Science Society i rozpoczyna się wydawanie pisma „Cognitive Science”. Ale termin „cognitive science” nieformalnie funkcjonuje już wcześniej, a całe lata 70-te to największy rozkwit badań, w których rozróżnienie między człowiekiem a komputerem wydawało się kompletnie nieistotne.
Kto obsługuje pudełka? Schemat (Ryle-regresja w nieskończoność). Pierwszy podręcznik psychologii poznawczej 1972rok –roi się od demonów.
Modelowanie komputerowe: działający program komputerowy jest dowodem, że dana teoria obliczeniowa jest realna fizycznie (istnieje fizyczny system obliczeniowy, który może zrealizować postulowane przez teorię obliczenia–→ funkcjonalizm obliczeniowy, metafora komputerowa; niestety, to rodzi kolejne problemy – patrz następny wykład (test Turinga a argument chińskiego pokoju).
Lata 70 i początek 80 XXw. Koncepcje sieci semantycznych i rozchodzącej się aktywacji (Quillian i Collins, 1968, 1974, Rummelhart, Norman & LNR Group, 1974, Schank, 1972)●„teoria skryptów” (1977) Richarda Schanka i Roberta Abelsona, jako system reprezentacji wiedzy społecznej w umyśle człowieka, a zarazem inteligentny program analizy doniesień prasowych●Teoria schematów Rumelharta i Ortony'ego (1966) → oparte na założeniach teorii ram Marvina Minsky'egoNiestety, te teorie sprawnie opisują, ale nie wyjaśniają (to, jak sieć/schemat będzie działać, zależy od tego, co twórca do nich włoży).
Lata 80 XX w.„Co twórca włoży do programu” to w szczególności pytanie o rozwój (dotychczas dyskretnie ignorowany)●Materia umysłu niby nie gra roli (funkcjonalizm obliczeniowy), ale:–Lata 70-te: upowszechnienie się analizy potencjałów wywołanych (ERP) w sygnale EEG–Lata 80-te: pojawienie się tomografii pozytronowej (PET) i rezonansu magnetycznego (MRI) jako metod funkcjonalnego obrazowania mózgu → nowa wiedza o funkcjonowaniu „zdrowego” mózgu, także w typowych zadaniach eksperymentalnych psychologii poznawczej ● Problemy sztucznej inteligencji.
1990 do teraz: Badania nad rozwojem poznawczym integralną częścią psychologii poznawczej (w niektórych obszarach, np. język, dominującą)–Np. w „Cognition” w latach 1973-75, tylko 25% publikowanych artykułów dotyczyło rozwoju (na ogół języka), w latach 1987-89 już 40%, natomiast w latach 1993-5 już ponad 50%.
Wykład 2
Paradygmat przetwarzania informacji • Umysł przetwarza informacje (stanowi system symboli i reguł → reprezentacja informacji)•(przetwarzanie sekwencyjne)•Funkcjonalizm - tożsamość stanów umysłu jest określana przez ich właściwości funkcjonalne → funkcja przekształcająca informację “na wejściu” w informację “na wyjściu”. Dopóki macierz relacji “wejście – wyjście” jest tożsama, materia nie gra roli: umysł ≈ mózg ≈ komputer ≈ ...
WEJŚCIE PROCESOR WYJŚCIE (dane)
(czarna skrzynka)demon, algorytm, moduł, reguła produkcji)
Dzięki temu: ● Wyjaśniamy odpowiedniości między bodźcem a reakcją radząc sobie z problemami, z którymi nie radził sobie behawioryzm (np. produktywność języka)● Uzyskujemy wyjaśnienie niesprzeczne z fizykalizmem neurofizjologicznym → mózg jest systemem fizycznym (komputerem) który wylicza daną funkcję (przy czym nie musi tego robić zawsze tak samo → podstawowym poziomem wyjaśnienia jest formalny opis funkcji a nie biologia)● Tworząc model komputerowy wykazujemy, że dana funkcja może być zrealizowana prze komputer podlegający ograniczeniom fizycznym ● To jeszcze nie wystarcza do tego, żeby udowodnić, że ta funkcja opisuje działanie umysłu, → potrzeba badań empirycznych . Czym jest demon w czarnej skrzynce? •Maszyna Turinga.
W warunkach rzeczywistych badać możemy tylko systemy fizyczne, które podlegają ograniczeniom, zwłaszcza czasu i energii.
Chiński Pokój (Searle)•Jeżeli siedzę w jednym z pokojów użytych w teście Turinga. Testującym jest Chińczyk, który podaje tabliczki z chińskimi symbolami. Ja mam grubą księgę z regułami wyznaczającymi, jak odpowiadać na określone ciągi symboli. Czy jeśli osoba dokonująca testu uzna, że rozmawiała z człowiekiem to znaczy, że ja zrozumiałem chińskie symbole? Intencjonalność i świadomość• Eksperyment myślowy Searle’a wskazuje na problem, czy formalne struktury reprezentacji są „rzeczywistą” naturą umysłu, czy tylko jej hipotetycznym nośnikiem •Jak ważna jest intencjonalność: JA/ON (byt, fenomen) odnoszę/si się do CZEGOŚ (bytu, zjawiska) i świadomość (rzeczywista i potencjalna) aktów poznawczych? Ten problem nie doczekał się satysfakcjonującego rozwiązania...i być może nie doczeka się (możliwa konsekwencja twierdzenia Gödla), ale zainspirował w ostatnim trzydziestoleciu poszukiwania paradygmatów wychodzących poza klasyczny model przetwarzania informacji:● Poznanie ucieleśnione i poznanie jako działanie ●Psychologia ekologiczna ●Poznanie jako koordynacja działania społecznego i kulturowe teorie poznania●Psychologia ewolucyjna ● neurokognitywistyka. Na tę metodologię składają się: ●Badania eksperymentalne wykorzystujące czas reakcji i inne “twarde” wskaźniki ● Modele komputerowe ●Neuroobrazowanie (i inne metody neurokognitywistyki).
Typowe badanie w psychologii poznawczej jest badaniem eksperymentalnym–Analizując badaną funkcję i ew. wiedzę o mózgu tworzymy model teoretyczny.
M. Kosslyn (1975) – badania nad wyobrażeniową reprezentacją przedmiotu. Wcześniejszy kontekst: R. Shepard i współpracownicy, A. Paivaio
Analiza funkcjonalna: ● użyteczna wiedza o przedmiocie wymaga zakodowania szeregu cech, ale tylko niektóre z tych cech mają istotne znaczenie dla kategoryzacji przedmiotu ●Znaczna część wiedzy o przedmiocie pochodzi z percepcji wzrokowej ●Znaczna część użytecznych informacji o przedmiocie dotyczy jego właściwości przestrzennych. Wiedza neurofizjologiczna o percepcji (stan na początek lat 70-tych XX w):●Na wczesnych i środkowych etapach percepcji prowadzona jest analiza składowych cech (elementarne kształty, kolory) z zachowaniem relacji topograficznych ●Trzywymiarowa reprezentacja obiektu osiągana jest w końcowym stadium procesów percepcyjnych.
Hipotezy teoretyczne: ●Zachowanie w pamięci i możliwość dostępu do percepcyjnej reprezentacji obiektu może być optymalnym rozwiązaniem problemu oszczędności (abstrakcja) i użyteczności reprezentacji (dostęp do cech nie mających kluczowego znaczenia w kategoryzacji)● Procesy operujące na takiej reprezentacji powinny być tożsame lub analogiczne z procesami operującymi na pośrednich etapach percepcji
Hipotezy (prawie) operacyjne: ●Czasy reakcji będą rosnąć wraz z liczbą operacji niezbędnych do percepcyjnego przekształcenia zorganizowanej przestrzennie reprezentacji obiektu w inną, reprezentowaną z perspektywy przestrzennej koniecznej do wykonania zadania ●Czasy reakcji w przypadku małych zwierząt zestawionych ze słoniem będą dłuższe niż zestawionych z muchą (konieczne „zbliżenie” - „zoom”).
Dalsze badania w ramach programu Kosslyna:
●Cechy definicyjne a cechy drugorzędne vs przestrzenne rozmiary cechy vs instrukcja (wyobrażeniowa, niewyobrażeniowa)● Symulacja komputerowa ● Obrazowanie aktywności mózgu (porównanie aktywności w trakcie procesów percepcyjnych i wyobrażeniowych)–Dwa powiązane poziomy reprezentacji: abstrakcyjny (propozycjonalny, quasi-językowy) i wyobrażeniowy–Model procesu tworzenia wyobrażeń zakłada analogiczność procesów wyobrażeniowych do spostrzegania wzrokowego, np. odczytanie drobnych szczegółów wymaga zbliżenia „oka umysłu”, odczytanie odległych szczegółów wymaga przesunięcia „wewnętrznego wzroku” lub wyobrażeniowego obejścia przedmiotu (serii następujących po sobie w porządku przestrzennym perspektyw widzenia przedmiotu)
Zmienne i wskaźniki
•Zmienne niezależne–To czynniki, które wyjaśniają badane procesy–Zewnętrzne: wiek, charakterystyka środowiska kulturowego–Wewnętrzne: struktury, reprezentacje, strategie przetwarzania informacji–Zmienną niezależną manipulujemy (ustalamy) najczęściej poprzez zadanie (materiał, polecenie, ograniczenia czasowe)•Por eksperymenty Kosslyna, albo zadanie selekcyjne Wasona •Zmienne zależne i ich wskaźniki–Te, które mierzymy–Te, których wartość jest wynikiem działania zmiennych niezależnych–Poziom wykonania zadania •Czas reakcji •Liczba błędów / poprawnych odpowiedzi–Charakterystyka treściowa odpowiedzi •Wybrana odpowiedź •Rodzaj popełnionego błędu- Zmienne psychofizyczne, psychofizjologiczne: EKG, EEG, neuroobrazowanie itp.
Wykład 3
Zmienne zależne i ich wskaźniki
● Te, które mierzymy ● Te, których wartość jest wynikiem działania zmiennych niezależnych–Poziom wykonania zadania– Czas reakcji –Liczba błędów / poprawnych odpowiedzi–Charakterystyka treściowa odpowiedzi – Wybrana odpowiedź – Rodzaj popełnionego błędu–Zmienne psychofizyczne, psychofizjologiczne: EKG, EEG, neuroobrazowanie itp.
Co się składa na czas reakcji: –Czas potrzebny na recepcję i analizę poznawczą samego bodźca (lub polecenia)–Czas przebiegu badanego procesu– Możliwe interferencje (uwaga, inne bodźce, inne procesy)–Czas generowania reakcji (np. naciśnięcia klucza odpowiedzi albo rozpoczęcia wokalizacji)
Podstawowe schematy z pomiarem czasu reakcji
●Metoda subtrakcyjna (odejmowania) Dondersa – każda czynność umysłowa wnosi swój wkład do czasu reakcji. Manipulując poprzez materiał/zadanie liczbą czynności możemy wyodrębnić ten czas z ogólnego RT
●Metoda addytywna S. Sternberga: pozwala wychwycić interakcję składników procesu: np. wyszukiwanie wzrokowe gwiazdek vs. liter przy obciążeniu systemu dodatkowym zadaniem powtarzania alfabetu
●Metoda komponentowa R. Sternberga: dostarczenie wcześniejszej wskazówki może skrócić proces poprzez jego przygotowanie lub wcześniejszą realizację –Torowanie (poprzedzanie, priming, np. priming semantyczny w rozpoznawaniu słów)●(sczególny przykład rotacja w eksperymentach Sheparda i Metzlera – wykorzystanie indywidualnego timingu operacji umysłowych)●Priming negatywny.
Podstawowe schematy badań z pomiarem czasu reakcji oraz metody analizy czasów reakcji:
●Reakcja swobodna vs. reakcja przyspieszona–instrukcją („proszę reagować jak najszybciej”)–czasem trwania bodźca (bodziec znika i pojawia się następny po krótkim czasie – konieczny trening)●Jak uzyskać wiarygodne miary czasu reakcji–Pomiar jednokrotny vs średnia z wielu pomiarów (redukcja wariancji)–Procedury „wygładzania” rozkładów czasów reakcji●Standaryzacja (eliminuje różnice indywidualne)●Logarytmizacja (eliminuje skośność: wydłużenie czasów powyżej średniej)●Eliminacja błędów grubych (np. związanych z odwróceniem uwagi)●Uwzględnianie czasów tylko prawidłowych reakcji.
Czas reakcji – pomiar:
Tachistoscop: bardzo duża precyzja.
Komputer: –Błędy pomiaru wynikające z częstotliwości odświeżania ekranu, opóźnień urządzeń I/O (klawiatura, mysz, ekran dotykowy), przerwań systemowych, zastosowanego zegara czasu rzeczywistego–Znacznie większa wygoda użycia
●Czy niemowlęta, choć nie mówią, to kategoryzują i tworzą modele przyczynowe rzeczywistości–Przykład „sądów moralnych” u 3-12-miesięcznych niemowląt (por wykład 1)●Jak zmierzyć myślenie niemowląt:–Habituacja: wygaszenie reakcji na powtarzany bodziec–Preferencja bodźca (utrzymywanie wzroku na bodźcu lub kierowanie głowy w kierunku bodźca słuchowego, wybór manualny - (niemowlęta w eksperymencie Hamlin wybierały zabawkę, która w poprzedniej scenie pomagała innej)–Reakcja orientacyjna i podtrzymywanie uwagi●Dziecko kieruje uwagę i utrzymuje zainteresowanie bodźcem nowym, niezgodnym z wiedzą lub doświadczeniem, znaczącym, lub bardziej atrakcyjnym
Paradygmat naruszonych oczekiwań (VOE – violation of expectations):●Dziecko reaguje na bodziec niezgodny z wcześniejszą wiedza lub doświadczeniem–w schemacie habituacji jeżeli habituacja została wywołana różnymi bodźcami (np. różne zdjęcia ryb – Behl Chadha, 1996) a następnie podając bodźce o podobnej kolorystyce wielkości itp., ale z innej kategorii (np. ptaki) wywołamy dyshabituację (wznowienie uwagi), możemy przyjąć, ze dziecko różnicuje wzrokowo kategorię ryb i ptaków●W schemacie reakcji orientacyjnej–Dłuższe czasy patrzenia na bodziec nieoczekiwany●np. inny eksperyment Hamlyn - „bohater” scenki zbliża się do aktora, który utrudniał osiągniecie celu –Reakcje fizjologiczne: rytm serca, częstotliwość ssania
Modele komputerowe: symulacja procesów poznawczych
Wymagania:●Relacje czasowe wykonywanych zadań muszą być takie same w modelu i w badanym zjawisku (jeśli tak nie jest: emulacja)–np. czy „sieć neuronowa” symulująca przyswajanie słów przez dzieci 2-3 -letnie, która prawidłowo odtwarza kolejność i zmiany tempa przyswajania słów, ale wymaga wielokrotnych powtórzeń, podczas gdy dzieci często uczą się już przy jednokrotnej prezentacji jest modelem wiarygodnym?●Podobny rozkład i rodzaj popełnianych błędówZalety:●Wszystkie elementy teorii muszą zostać dookreślone (kompletność teorii)●Teoria musi być spójna●Możliwość syntetycznego ujęcia złożonych zjawisk●Możliwość generowania przewidywań●Test realności fizycznej modelu obliczeniowego (por. Maszyna Turinga, wykład 2)
Kosslyn & Shwartz, 1977
●Model symulujący rozwiązywanie problemów wyobrażeniowych takich jak w eksperymentach Kosslyna (1975,76)–Dwa poziomy reprezentacji●„Powierzchniowa”: obrazowa, zorganizowana topograficznie●„Głęboka” zawierająca informacje o cechach wyglądu i faktach dotyczących obiektu w formie propozycjonalnej●Reprezentacja „powierzchniowa” generowana przez „głęboką”●Operacje na reprezentacji obrazowej oparte na metrykach przestrzennych
Klasyczna neuropsychologia poznawcza
Badanie skutków uszkodzeń mózguDysocjacja: Osoba X, może wykonywać czynność A, ale nie może B.Podwójna dysocjacja: Osoba X może wykonywać czynność A, ale nie może B; zaś osoba Y może wykonywać czynność B, ale nie może A (A i B mają różne podłoże)Farah ... ... Kosslyn, 1995:Pacjent z przeciętym spoidłem wielkim, bodźce podawane do prawego lub lewego pola widzenia. Zadania:●„klasyfikacja liter wg wielkości (pojedyncza/podwójna wysokość np.. c, n vs. T, k●Parowanie dużych liter z małymi●Klasyfikacja jak w pierwszym zadaniu, ale na podstawi dużych liter (wymaga wyobrażenia sobie małej litery)Neurobrazowanie
Co dają metody obrazowania:
●Informacje o strukturze anatomicznej mózgu, w tym:–o sieci połaczeń –o różnicach w objętości/gęstości określonych struktur●Informacje o aktywności mózgu w czasie wykonywania zadań poznawczych
Co z tego wynika dla psychologii:
●Można szukać korealcji cech anatomicznych i funkcjonowania poznawczego●Można szukać korelacji miedzy aktywnością danej struktury mózgu a danym aspektem funkcjonowania poznawczego→ obrazowanie funkcjonalne●A nawet związku przyczynowego miedzy aktywnością mózgu a danym procesem (metody stymulacji mózgu)
Metody obrazowania mózgu i jego działania
●Strukturalne: –Tomografia komputerowa (CT, CAT)●Promienie X (rentgen) z kilku źródeł●Obrazowanie rezonansem magnetycznym (MRI)●Silne pole magnetyczne → polaryzacja czasteczek (np.. wody, hemoglobiny, i in.) → depolaryzacja → emisja energii; –Dokładniejszy obraz, możliwość zyskania obrazu w różnych ujęciach, w różnych aspektach (np.. dyfuzja wody pokazująca szlaki neuronalne)
Obrazowanie czynnościowe (funkcjonalne)
●Pomiar fizycznych korelatów aktywności mózgu–Aktywność elektryczna●Pomiar bezpośredni (elktrody)●Pomiar pośredni –na zewnątrz czaszki–Pomiar pól magnetycznych generowanych przez aktywność elektryczną mózgu–Zmiany ukrwienia●Wielkość przepływu krwi●Zmiany utlenowania–Pomiar stężenia innych substancji (neuroprzekaźników, substancji markerowych)●Post mortem (u zwierząt)●Metodą rezonansu magnetycznego lub pomiar promieniowania markerów promieniotwórczych
Pomiar aktywności elektrycznej
●Rejestracja aktywności pojedynczej komórki –Elektroda: 1/10 000 mm wykrywa zmiany ładunku elektrycznego rzędu 1/1 000 000V)–Organizacja układu wzrokowego: Hubel & Wiesel – lata 60.●Rejestracja potencjałów wywołanych bodźcem (ERP) - oparta na EEG (rejestracja aktywności elektrycznej mózgu), uśrednianie aktywności po działaniu bodźca–Bardzo dobra charakterystyka czasowa zdarzeń, gorsza rozdzielczość przestrzenna–Efekty prezentacji pojedynczych bodźców (ale w rzeczywistości konieczność wielokrotnego powtarzania powtarzania pomiaru ze względu na „szum”)●Inne funkcjonalne pomiary EEG: ERO (Event related oscilations) pomiar oscylacji („fal mózgowych”) wywołanych bodźcem
Alternatywa:
●MEG – analogiczny do EEG pomiar natężenia pół magnetycznych generowanych przez aktywność elektryczną mózgu–Bardzo dobra rozdzielczość przestrzenna przy podobnej jak w EEG rozdzielczości czasowej–Metoda droga, wymagająca specjalnych warunków laboratoryjnych
Metody oparte na badaniu przepływu krwi i innych składników odżywczych
●fMRI (badanie funkcjonalnym rezonansem magnetycznym–Metoda bezpieczna, ale droga i uciążliwa–Odtlenowana hemoglobina oraz woda dają specyficzny obraz depolaryzacji (reakcja BOLD – blood oxigenation level dependent)●PET: tomografia pozyt(r)onowa: pomiar koncentracji znaczonej izotopem promieniotwórczym glukozy–Metoda inwazyjna, obecnie nie uzywana–Kosslyn i in. (1993) pokazali tą metodą, że w trakcie wykonywania zadań wyobrażeniowych aktywuje się pierwotna kora wzrokowa●NIRS – obrazowanie w bliskiej podczerwieni (wykorzystuje reakcję BOLD: odtlenowana i utlenowana hemoglobina wykazują różne współczynniki pochłaniania i rozpraszania światła podczerwonego w zależności od długości fali)
NIRS
Światło z zakresu bliskiej podczerwieni częściowo przenika przez tkanki. Hemoglobina utlenowana i odtlenowana w różnym stopniu odbijają/pochłaniają światło podczerwone w różnych zakresach fal. Na powierzchni skóry głowy zostaje rozmieszczona sieć źródeł (końcówek światłowodów) i czujników światła podczerwonego.
Zalety NIRS
Koszty (niski koszt aparatury, praktycznie brak kosztów eksploatacyjnych).Odporność na zakłócenia- można planowac mniejszą liczbę prób,Szybsza, niż w przypadku fMRI, reakcja,Częstsze próbkowanie,Czulsza miara zmian utlenowania hemoglobiny.
Problemy z NIRS
Głębokość dostępnych struktur (teoretycznie do 4 cm od powierzchni)→ Im młodsza osoba badana tym lepiej→ metoda szczególnie użyteczna w badaniu noworodków i niemowląt.Problem styczności emiterów i detektorów podczerwieni ze skórą głowy-Jak ustalić, które okolice mózgu zostgały pobudzone? (duże róznice indywidualne w anatomii mózgu)-Atlasy anatomiczne-Skany MRI lub innymi metodami tomograficznymi-uśrednianie.
Okulografia (eyetracking)
●Pomiar:–Kierunku patrzenia (mozliwość wyróżnienia ROI).Sakad (szybkiego przenoszenia wzroku) – kolejność, czas, Odległość.Średnicy źrenicy (pomiar pobudzenia)●Różne metody/urządzenia do eyetrackingu–eytrackery zdalne (np. montowane pod ekranem)–wygodne, ale mała tolerancja na ruchy głowy, problemy z ogniskowaniem kamery na oczach i ponownym uchwyceniem wzroku, np. po odwróceniu głowy.
Stymulacja mózgu
TMS (trans-cranical magnetic stimulation) Pobudzanie lub blokowanie wybranych struktur mózgowych silnym zmiennym polem magnetycznym ●Czasowa, odwracalna „lezja” wybranej okolicy kory. TCS (TDCS, TACS) - „odwrotne EEG”.Bezpośrednie (elektrody wszczepione).Jako metoda obrazowania / jako metoda terapeutyczna
Co daje obrazowanie funkcjonalne (1)
●Pozwala określić „jak głęboko” przetwarzana jest informacja
●Jeśli znamy podstawowe funkcje, w które zaangażowane są różne struktury mózgowe, to wyższa aktywność danej struktury w trakcie przetwarzania danego bodźca może wskazywać na zaangażowanie danego procesu
Ale:●Te same struktury zaangażowane w różne, często odległe psychologicznie procesy („patchworkowa” organizacja kory)–Choć można próbować sobie z tym radzić●Sieciowa organizacja mózgu (konieczna analiza połączeń)→ konieczność skoncentrowania się na wzorcach aktywności (zarówno w skali makro → analiza połączeń, jak i mikro → MVPA – analiza wzorców aktywności voxeli)
Co daje fObrazowanie (2)
●Jest precyzyjną metodą różnicowania reakcjiW badaniach behawioralnych obserwujemy 1-2 wskaźniki, świadczące pośrednio o różnicowaniu informacji
W obrazowaniu mamy dostęp do mózgowych korelatów wielu wskaźników behawioralnych→ jeżeli systematycznie obserwujemy określoną aktywność mózgu (np. reakcję BOLD w danym ROI lub ERP na danej elektrodzie) w warunku eksperymentalnym, a nie obserwujemy jej w warunku kontrolnym, dostajemy dowód na zaangażowanie dodatkowego procesu poznawczego (podobnie jak w addytywnym modelu pomiaru czasu reakcji)→ uogólnienie na schemat z dwoma lub więcej warunkami eksperymentalnymi, angażującymi różne hipotetyczne procesy
Co daje neurobrazowanie 3: przykład: neurony liczbowe
A. Nieder (2005), metoda bezpośredniego zapisu aktywności pojedynczych komórek: wykrycie w korze ciemieniowej i czołowej makaka neuronów, których najsilniejsza aktywacja odpowiada danej liczebności zbioru obiektów (i opada wraz z proporcjonalną zmianą liczebności)
M. Piazza i współpracownicy (2007), fMRI, E.Eger i współpracownicy, fMRI (MVPA): analogiczny wzorzec aktywacji populacji neuronów u ludzi, plus: sąsiadujące i zachodzące na siebie grupy neuronów aktywujące się po prezentacji liczby zapisanej cyframi, słownie i jako zbiory kropek, ale z różnymi funkcjami aktywacji (znacznie bardziej „strome” krzywe aktywacji dla liczb zapisanych symbolicznie)B. Harvey i współpracownicy, fMRI (MVPA): topograficzne mapy liczb w korze ciemieniowej
Wykład 4
Percepcja a recepcja
Wrażenie zmysłowe jest bezpośrednią reakcją organizmu na pobudzenie receptorów- co to znaczy bezpośrednią? Spostrzeżenie (percept) jest interpretacją odebranych wrażeń zmysłowych.
Bodziec dystalny: obiekt / fragment otoczenia emitujący energię fizyczna pobudzającą zmysły (źródło fali dźwiękowej, źródło lub reflektor fali świetlnej, źródło substancji chemicznej dostarczającej wrażeń węchowych i smakowych itd.). To bodziec...
wsobietylkoja