Cursul 2: Procesarea informatiei in sistemul cognitiv uman

Prof. Dr. Doina Cosman

Definirea sistemului cognitiv Un sistem cognitiv este un sistem fizic care posedă 2

proprietăţi: de reprezentare şi de calculNB.

-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.

Proprietăţile sistemului cognitivREPREZENTAREA

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)

Proprietăţile sistemului cognitivCALCULULC → 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.

Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv

Există 4 niveluri de analiză:

Nivelul cunoştiinţelor Nivelul computaţional Nivelul reprezentaţional – algoritmic Nivelul implementaţional

Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv

1. 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.

Niveluri de analiză ale sistemului cognitiv2. 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.

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.

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.

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

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

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

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

Stadiul 2 - Percepţia Percepţia constă în:

reunirea senzaţiilor provenite de la un obiect cu 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

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

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