Cursul 2: Procesarea informatiei in sistemul cognitiv uman

1. Cursul 2: Procesareainformatiei in sistemulcognitivuman Prof. Dr. Doina Cosman

2. Definirea sistemului cognitiv • Un sistem cognitiv este un sistem fizic care posedă 2 proprietăţi: de reprezentare şi de calcul NB. -orice sistem cognitiv este o entitate obiectuală care posedă proprietăţi substanţiale şi energetice specifice. -teza dependenţei informaţiei de substratul său substanţial şi energetic→acelaşi tip de procesare a informaţiei poate fi implementat în sisteme fizice total diferite.

3. Proprietăţile sistemului cognitiv REPREZENTAREA R → imaginea schematică a unui obiect în absenţa acţiunii acestuia aupra organelor de simţ. Este o reflectare într-un mediu intern a realităţii exterioare. NB. Esenţială este stabilirea unei relaţii sistematice între domeniul ce trebuie reprezentat şi mediul intern în care el este reprezentat. Ex. Problema/situaţia este obiectivă. Rezolvarea acesteia necesită reprezentarea ei în mintea umană. Acestă reprezentare este similară, dar nu identică! Reprezentările utilizate pot fi: -simbolice (imagini, conţinuturi semantice) -subsimbolice (patternuri de activare a reţelelor neuronale)

4. Proprietăţile sistemului cognitiv CALCULUL C → manipularea reprezentărilor pe baza unor reguli. Ex. Reguli de efectuare a operaţiilor matematice, reguli gramaticale, reguli semantice, reguli procedurale, etc. NB. Reprezentarea şi calculul sunt trăsăturile necesare şi suficiente pentru ca un sistem să posede inteligenţă.

5. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv Există 4 niveluri de analiză: • Nivelul cunoştiinţelor • Nivelul computaţional • Nivelul reprezentaţional – algoritmic • Nivelul implementaţional

6. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv • Nivelul cunoştiinţelor – baza de cunoştiinţe, dar şi cel de intenţii şi scopuri. NB. Prelucrarea stimulului de către sistemul cognitiv uman se realizează pornind de la caracteristicile sale fizice sau de suprafaţă spre caracteristicile semantice sau funcţionale → tip de procesare a informaţiei care poartă numele de analiză ascendentă a stimulului.

7. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv 2. Nivelul computaţional – stabilirea procesărilor la care sunt supuse datele problemei (input) pentru a obţine soluţia (output). NB. Una dintre modalităţile de analiză ale sistemelor cognitive porneşte de la analiza sarcinii pe care sistemul o are de executat. Analiza sarcinii vizează descompunerea ei în părţi componente simple şi stabilirea relaţiei dintre datele de intrare şi datele de ieşire.

8. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv 3. Nivelul algoritmic-reprezentaţional îşi propune alegerea algoritmului care realizează funcţia input-output, şi a modalităţilor de reprezentare a inputului/outputului. Un algoritm este o secvenţă de calcule pe baza cărora, printr-un număr finit de paşi se obţin din datele de intrare → datele de ieşire. NB. Reprezentările şi algoritmii îşi impun reciproc constrângeri.

9. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv 4. Nivelul implementaţional- obiect de studiu pentru neuroştiinţe, investighează care este structura materială care realizează o anumită procesare a informaţiei. Orice sistem cognitiv este un sistem fizic. Ex.: reţele de neuroni, cipuri de siliciu, alte materiale.

10. Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv Funcţionarea unui sistem cognitiv uman poate fi analizată la toate cele 4 niveluri de analiză, sau numai la 1 sau 2 dintre acestea. • Nivelul cunoştiinţelor • Nivelul computaţional • Nivelul reprezantaţional – algoritmic • Nivelul implementaţional

11. Sistemul cognitiv uman • Este un sistem de procesare a informaţiei • De la prezentarea unui stimul la realizarea unui răspuns informaţia parcurge mai multe stadii • Fiecare stadiu • presupune o transformare a informaţiei procesate • necesită un interval specific de timp • Stadiile de procesare a informaţiei • stadiul 1 – procesarea senzorială • stadiul 2 – percepţia • stadiul 3 – decizia şi selectarea răspunsului • stadiul 4 – executarea răspunsului

12. Stadiul 1 – Procesarea senzorială • Constă în transformarea informaţiei din mediul extern în activitate neuronală • Reflectă caracteristicile izolate ale unui stimul • Presupune mai multe etape: • Colectarea şi transformarea stimulilor • Translaţia • Transmisia • Reprezentarea

13. Colectarea şi transformarea stimulilor • se realizează la nivelul structurilor accesorii • Translaţia • se realizează la nivelul receptorilor • constă în transformarea energiei stimulului în activitate neuronală specifică • proprietăţile fizice ale stimulului sunt reprezentate sub forma unor “coduri senzoriale” • Transmisia • se realizează pe căile senzoriale ascendente • constă în transferul activităţii neuronale la nivelul cortexului • Reprezentarea • senzaţiile se formează la nivelul ariilor corticale senzoriale primare

14. Stadiul 2 - Percepţia • Percepţia constă în: • reunirea senzaţiilor provenite de la un obiectcu formarea imaginii de ansamblu • imaginea rezultată este comparată cu datele din memorie • obiectul este recunoscut şi poate fi denumit • Percepţia se realizează la nivelul ariilor corticale de asociaţie • acestea integrează informaţiile provenite de la mai mute arii corticale senzoriale primare • Percepţia are 6 caracteristici esenţiale • unele dintre aceste caracteristici ne pot conduce la erori în percepţie

15. Caracteristicile percepţiei • Este bazată pe cunoştiinţe • depinde de informaţiile existente în memorie • Caracter inferenţial • reprezentarea imaginii de ansamblu a unui obiect pe baza unei părţi limitate a acestuia, parte care este accesibilă analizatorilor • Caracter categorial • plasarea reprezentărilor obiectelor în categorii pe baza unor caracteristici comune • Caracter relaţional • influenţarea percepţiei unui obiect de alte obiecte aflate în vecinătate • Caracter adaptativ • percepţia este centrată pe informaţiile relevante la un moment dat • Adesea automată • operează fără control voluntar

16. Evaluarea funcţionării sistemului cognitiv uman • Timpul de reacţie • Este timpul necesar parcurgerii stadiilor de procesare a informaţiei • Constă în timpul scurs între prezentarea stimulului şi executarea unui răspuns • Potenţialele evocate • Se înregistrează cu ajutorul electroencefalografului (EEG) • Constau în modificarea redusă şi temporară a voltajului consecutivă prezentării unor stimuli