Αντίληψη Αντίληψη του φυσικού κόσμου που μας περιβάλλει, μέσω του νευρικού μας συστήματος (sensory perception). Η αντίληψη αποτελεί δημιούργημα του εγκεφάλου και άρα τα χαρακτηριστικά της καθορίζονται από τις ιδιότητές του (τη φυσιολογία του). Πόσο κοντά στην «πραγματική αλήθεια», είναι η δική μας αλήθεια; Πλάτωνος «Πολιτεία»: είμαστε σα φυλακισμένοι σε μια σπηλιά, αποκομμένοι από τον κόσμο, και βλέπουμε μόνο σκιές από τα «πραγματικά» αντικείμενα και δρώμενα. Το πρόβλημα απασχόλησε έντονα τους φιλόσοφους τέλος 17ου, αρχές 18ου αιώνα. J. Locke: το πόσο ζεστό η κρύο αισθανόμαστε το νερό μέσα σε ένα κουβά δεν έχει να κάνει μόνο με το πόσο ζεστό είναι (θερμοκρασία) αλλά και με το που είχαμε το χέρι μας πριν.

Plato and “The Allegory of the Cave”

D. Hume: A Treatise of Human Nature “As to those impressions which arise from the senses, their ultimate cause is, in my opinion, perfectly inexplicable by human reason, and it will always be impossible to decide with certainty whether they arise immediately from the object, or are produced by the creative power of the mind, or are derived from the author of our being.”

“ What is real. How do you define real “ What is real? How do you define real? If you’re talking about what you can feel, what you can smell, what you can taste and see, then real is simply electrical signals interpreted by your brain. This is the world that you know.”—Morpheus’s answer to Neo in The Matrix, 1999

ψυχολογία vs. (νευρο)φυσιολογία “Nemo Psychologus, nisi Physiologus” (J. Mueller 19th century), sensory systems physiology. materialism, dualism (Φιλοσοφικές σχολές). Μελέτη του νου (Ψυχολογία) -> μελέτη του εγκεφάλου (Νευροεπιστήμη) Επιστημονικός δυϊσμός = mind/brain problem, μελέτη σε 2 επίπεδα Στο αντίλημα, εκτός από τις ιδιότητες του αντιληπτικού συστήματος, αντικατοπτρίζονται και οι ιδιότητες του φυσικού ερεθίσματος, έχουμε δηλαδή μία αντικειμενική υποκειμενικότητα.

κάποιες έννοιες στη μελέτη της αντίληψης.. Διαχωρισμός sensation-perception? Καλύτερα σήμερα processing vs. perception? Low vs. high level stages/functions: όσο πηγαίνουμε προς το cognitive, τόσο η σύνδεση με τη φυσιολογία γίνεται και πιο αδύναμη (εμείς φταίμε!). Το πρώτο βήμα: stimulus -> sensory transduction (via sensory receptors). Αντιλαμβανόμαστε μόνο εκείνο το κομμάτι του φυσικού μας κόσμου που το νευρικό μας σύστημα είναι φτιαγμένο να αντιληφθεί (δεν ακούμε/βλέπουμε κάποιες συχνότητες, δεν αντιλαμβανόμαστε μαγνητικά πεδία, ραδιενέργεια – όμως Geiger, μικροσκόπια, τηλεσκόπια μετατρέπουν μία φυσική πραγματικότητα σε κάτι που μπορούμε να αντιληφθούμε). Ενώ ΤΟ βασικό χαρακτηριστικό της αντίληψης είναι η συνείδηση (consciousness), ο βασικός σκοπός ύπαρξής της είναι μάλλον η δράση (perception - > action). Αρκετοί επιστήμονες σνομπάρουν το πρώτο και επικεντρώνονται στο δεύτερο, ίσως επειδή η συνείδηση είναι πολύ δύσκολο να μελετηθεί επιστημονικά.

Μεθοδολογία… Φιλοσοφία Ψυχολογία: Βιολογία: εμπειρική προσέγγιση: φαινομενολογία/φυσικαλισμός (phenomenal/naturalistic approach) αυστηρά πειραματική προσέγγιση: ψυχοφυσική Βιολογία: ανατομία – φυσιολογία - ηλεκτροφυσιολογία βλάβες σε ανθρώπους και ζώα (clinical & lesion studies) απεικόνιση εγκεφαλικής λειτουργίας: ηλεκτοεγκεφαλογράφημα μαγνητοεγκεφαλογράφημα αξονική/μαγνητική τομογραφία ενεργή παρεμβολή στην εγκεφαλική λειτουργία (ουσίες, νευροχειρούργοι, TMS). Υπολογιστική/θεωρητική προσέγγιση

..και θεωρίες θεωρία vs. δεδομένα (πειραματικά αποτελέσματα) μια καλή θεωρεία θα πρέπει: να δίνει ένα (όσο το δυνατόν οικονομικότερο) πλαίσιο οργάνωσης και κατανόησης των δεδομένων να τα εξηγήσει ή τουλάχιστον να τα συνδέσει αιτιακά μεταξύ τους να δημιουργεί προβλέψεις (predictions) που να μπορούν να ελεγχθούν πειραματικά για να διαλέξουμε ανάμεσα σε 2 θεωρίες εξετάζουμε: εμπειρική συνέπεια (να εξηγεί τα πειραματικά αποτελέσματα) λογική συνέπεια και ρεαλιστική υπολογιστική δυνατότητα Occam’s Razor: όσο πιο απλά, τόσο πιο καλά. γενική ισχύ (να μην υπάρχουν στο κενό, να συνδέονται με άλλα ευρήματα/θεωρίες) εμπειρική συνέπεια (νέα πειράματα και δεδομένα) όλες οι θεωρίες έχουν περιορισμένη διάρκεια ζωής, μέχρι δηλ. να βρεθεί η επόμενη (καλύτερη) Isaac Newton: “If I have seen farther, it is by standing on the shoulders of giants”

Με τη γλώσσα της φυσιολογίας Neural impulses and sensory transduction: Οι πληροφορίες από το περιβάλλον μετατρέπονται σε νευρικό (ηλεκτρικό) σήμα, το οποίο μεταφέρεται με ηλεκτροχημικό τρόπο ανάμεσα στους νευρώνες του συστήματος Hierarchical & parallel processing: Υπάρχουν διαφορετικά επίπεδα «επεξεργασίας» (processing) του σήματος, σε μία σειριακή, ιεραρχική σειρά (‘receiving vs. association areas’, ‘lower vs. higher areas’). Υπάρχει όμως και παράλληλη επεξεργασία. Selectivity: Επιλεκτικότητα ως προς το ποιο κομμάτι του σήματος επεξεργάζεται, τόσο σε επίπεδο (e.g. directionally selective neuron) νευρώνων όσο και σε επίπεδο συστημάτων (e.g. motion-processing system). Functional organisation: Η ανατομία/αρχιτεκτονική του εγκεφάλου δεν είναι χαοτική, βασίζεται σε κάποιες οργανωτικές αρχές (e.g. retinotopy, functional segregation). Specific nerve energy: η φύση του νευρικού σήματος είναι η ίδια παντού (νευροχειρούργοι), αυτό που έχει σημασία είναι το που καταλήγει το σήμα (οπτικό, ακουστικό κλπ φλοιό). Plasticity: Τα χαρακτηριστικά του όποιου συστήματος αντίληψης μπορούν και μεταβάλλονται και να αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον (όχι μόνο κατά την ανάπτυξη). Noise: Κάθε νευρώνας από 0 έως 100, 200 ή και 800 εκφορτίσεις ανά δευτερόλεπτο. Η «γλώσσα» του σήματος είναι η συχνότητα της εκφόρτισης (frequency coding), η οποία όμως μετριέται πάντα στη παρουσία «θορύβου» (τυχαία ανοιγο-κλεισίματα καναλιών ιόντων, τυχαία διάχυση νευρομεταβιβαστών στη σύναψη). Το distribution του noise (και άρα και του signal+noise, που είναι αυτό που μετράμε/βασιζόμαστε) είναι Gaussian (Normal).

Με τη γλώσσα της ψυχολογίας Perceptual experience/sensation/phenomenology/qualia: Το πιο υποκειμενικό χαρακτηριστικό της αντίληψης, η συνειδητή εμπειρία ενός χρώματος, ενός αρώματος, του πόνου κλπ. – αφορά στη φύση και το ποιόν της εμπειρίας αυτής. Κάτι το απόλυτα «ιδιωτικό» και άρα δύσκολο να μελετηθεί με την κλασική πειραματική μεθοδολογία (το δικό μου κόκκινο, το δικό σου πράσινο). Detectability: Το πόσο εύκολα μπορούμε να αντιληφθούμε (ανιχνεύσουμε) την ύπαρξη ενός ερεθίσματος. Εξαρτάται από την ένταση του ερεθίσματος αυτού αλλά και από την κατάσταση στην οποία βρίσκεται το υπεύθυνο για την αντίληψη σύστημα (adaptation state) Threshold: Η ελάχιστη ένταση που χρειάζεται για να γίνει ένα ερέθισμα αντιληπτό (με πιθανότητα 50%) – measure of sensitivity (S=1/T) Sensory magnitude: Αύξηση της έντασης του φυσικού ερεθίσματος πέραν του επίπεδου ανίχνευσής του έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της έντασης (μεγέθους) της αντιληπτικής εμπειρίας (πόσο δυνατός είναι ένας ήχος, ένα φως, ένας πόνος). Adaptation: Η προσαρμογή του συστήματος στο υπάρχων φυσικό ερέθισμα, η οποία επηρεάζει τον τρόπο που αντιδρά το σύστημα αυτό σε νέα ερεθίσματα.

Adaptation to an odor: sensory magnitude of an odor sensation measured at regular intervals during a 12 min (ναφθαλίνη, σινεμά)

ανιχνευσιμότητα - κατώφλι - προσαρμογή

Με τη γλώσσα της θεωρητικής προσέγγισης Representation: «Αναπαράσταση». Η πληροφορία (σε κάθε ένα από τα πολλαπλά στάδια επεξεργασίας της) και τελικά και η ίδια η αντίληψη αντιστοιχούν/αντιπροσωπεύονται από κάποια συγκεκριμένη κατάσταση/δραστηριότητα του εγκεφάλου (internal brain state, activation pattern). Γενικότερα, η ιδέα ότι μία κατάσταση (state) ενός φυσικού συστήματος αντιστοιχεί (αναπαριστάτε) σε μία κατάσταση ενός άλλου φυσικού συστήματος (π.χ. θερμόμετρο, ρολόι). Δεν υπάρχει απαραίτητα η έννοια της αιτιότητας (causality). Μπορούν να διακριθούν σε αναλογικές και συμβολικές – ο εγκέφαλος πώς το κάνει; Computation: Οι διαδικασίες κατά τις οποίες η πληροφορία μετατρέπεται από το ένα representation στο άλλο representation, καθώς περνάμε από το ένα επίπεδο επεξεργασίας στο άλλο. Alan Turing 30’s: ο εγκέφαλος είναι ένας υπολογιστής που επεξεργάζεται την πληροφορία βάση αλγορίθμων (κανόνες μετατροπής της πληροφορίας από το representation ένα στο άλλο). Analogue representations: μαθηματική επεξεργασία ποσοτήτων (quantities), γνωστή και σαν «επεξεργασία σήματος» (signal processing). Symbolic representations: λογική επεξεργασία (IF, AND THEN κλπ) συμβόλων (π.χ. b=bird, s=size, f=flight). Το πιθανότερο είναι ότι συμβαίνει ένας συνδυασμός και των δύο, αν και κάποιοι (π.χ. Marr 1980) πιστεύουν ότι ο συμβολικός τρόπος χρησιμοποιείται από τα πολύ πρώιμα στάδια επεξεργασίας στον εγκέφαλο. Linking propositions: μία πρόταση για το πώς μπορεί να συνδέονται μεταξύ τους μία νοητική κατάσταση του ατόμου και μία φυσική κατάσταση του μυαλού του (π.χ. όσο μεγαλύτερη η συχνότητα εκφόρτισης των νευρώνων του ακουστικού φλοιού, τόσο δυνατότερος ο ήχος που ακούμε). Decision rules: Κανόνες που υπαγορεύουν το πώς λαμβάνεται μία απόφαση (συνήθως για δράση, perception for action) με βάση τα δεδομένα που υπάρχουν. Είναι συνήθως βασισμένα σε κανόνες στατιστικής και πιθανοτήτων (probabilistic nature) και καλούνται να αντιμετωπίσουν εμπόδια όπως ambiguity, noise, multiple sources of information.