Кіріспе

Психологиялық процестерді зерттейтін ғылымдар арасындағы ғылыми журнал. Когнитивтік ғылым – сана мен оның процестерін ғылыми тұрғыдан зерттеу. Ол танымның мәнін, міндеттерін және функцияларын (кең мағынада) қарастырады. Когнитивтік ғалымдарды қызықтыратын ақыл-ой қабілеттеріне тіл, қабылдау, есте сақтау, назар, ойлау және эмоция жатады. Осы қабілеттерді түсіну үшін когнитивтік ғалымдар лингвистика, психология, жасанды интеллект, философия, нейробиология және антропология сияқты салалардан тәжірибе алады. Когнитивтік ғылымның әдеттегі талдауы оқу және шешім қабылдаудан бастап логика мен жоспарлауға дейін, нейрондық тізбектерден мидың модулдік құрылымына дейін көптеген ұйымдастыру деңгейлерін қамтиды. Когнитивтік ғылымның негізгі тұжырымдамаларының бірі – «ойлауды санадағы бейнелеу құрылымдары және осы құрылымдармен жұмыс істейтін есептеу процедуралары тұрғысынан жақсы түсінуге болады». 1959 жылы Ноам Хомский Б.Ф. Скиннердің «Verbal Behavior» кітабына сын-пікір жариялады. Сол кезде Скиннердің бихевиоризм парадигмасы АҚШ-тағы психология саласында басым болды. Көптеген психологтар ішкі бейнелеулерді қарастырмай, стимул мен реакция арасындағы функционалдық байланыстарға назар аударды. Хомский тілді түсіндіру үшін генеративтік грамматика сияқты теория қажет екенін айтты, ол ішкі бейнелеуді ғана емес, олардың негізгі ретін де сипаттайды. «Когнитивтік ғылым» терминін Кристофер Лонгует Хиггинс 1973 жылы жасанды интеллект зерттеулерінің қазіргі жағдайына қатысты Lighthill есебіне түсініктеме бергенде қолданды. Сол онжылдықта «Когнитивтік ғылым» журналы мен «Когнитивтік ғылым қоғамы» құрылды. Когнитивтік ғылым қоғамының құрылтай жиналысы 1979 жылы Сан-Диегодағы Калифорния университетінде өтті, нәтижесінде когнитивтік ғылым халықаралық деңгейде танымал кәсіпорынға айналды. 1972 жылы Хэмпшир колледжі Нил Стиллингс басшылығымен когнитивтік ғылым бойынша алғашқы бакалавриат білім беру бағдарламасын бастады. 1982 жылы профессор Стиллингстің көмегімен Вассар колледжі әлемдегі бірінші когнитивтік ғылым бакалавр дәрежесін берген оқу орны болды. 1986 жылы Сан-Диегодағы Калифорния университетінде әлемдегі алғашқы когнитивтік ғылым кафедрасы құрылды. Коннективизм де, символикалық тәсілдер де әр түрлі гипотезаларды тексеру және танымдық және төменгі деңгейдегі ми функцияларының аспектілерін түсіну тәсілдерін зерттеу үшін пайдалы болғанмен, екеуі де биологиялық тұрғыдан нақты емес, сондықтан екеуі де нейроғылыми тұрғысынан сенімділік танытпайды. Коннективизм даму кезінде танымның қалай пайда болатынын және адам миында қалай жүзеге асатынын есептеу арқылы зерттеуге көмектесті және нақты доменге тән / жалпы доменге тән тәсілдерге балама ұсынды. Мысалы, Джефф Элман, Лиз Бейтс және Аннет Кармилов Смит сияқты ғалымдар мидағы желілердің олардың және қоршаған ортаның өзара әрекеттесуінен пайда болатынын болжайды. Кванттық есептеудегі соңғы жетістіктер, соның ішінде IBM Quantum Platform сияқты кванттық компьютерлерде кванттық схемаларды орындау мүмкіндігі, когнитивтік модельдерде кванттық механика элементтерін пайдалану жұмысын үдетті.

Пәндер аралық сипаты

Когнитивтік ғылым – психология, нейроғылым, лингвистика, ой-сана философиясы, компьютерлік ғылым, антропология және биология сияқты түрлі салалардан салым қосатын пәнаралық сала. Когнитивтік ғалымдар басқа ғылымдар сияқты, ақыл-ойы мен оның айналасымен өзара әрекеттесуін түсінуді мақсат ете отырып, бірлесіп жұмыс істейді. Бұл сала өзін физикалық ғылымдармен үйлесімді деп есептейді және ғылыми әдіс-тәсілдерді, сондай-ақ модельдеу немесе симуляциялауды қолданады, көбінесе модельдердің нәтижелерін адам танымының түрлі аспектілерімен салыстырады. Психология саласындағыдай, біртұтас когнитивтік ғылым бар ма деген күмән туындайды, бұл кейбір зерттеушілерді «когнитивтік ғылымдар» деп көпше түрінде атауға итермелейді. Өздерін когнитивтік ғалымдар санайтындардың көпшілігі (бірақ барлығы емес) ақыл-ойының функционалистік тұрғысынан қарастырады – яғни, психикалық күйлер мен процестер олардың атқаратын қызметі арқылы түсіндірілуі керек. Функционализмнің көптүрлі іске асырылуы тұжырымы бойынша, роботтар мен компьютерлер сияқты адам емес жүйелерге де таным қабілеті тән деп санауға болады.

Танымдық ғылым: термин

"Когнитивтік" термині "когнитивтік ғылымда" "нақты түрде зерттелетін кез келген ақыл-ой операциясы немесе құрылымы" үшін қолданылады (Лакофф және Джонсон, 1999). Бұл ұғым өте кең, және оны аналитикалық философияның кейбір дәстүрлерінде "когнитивтік" қалай қолданылатынымен шатастыруға болмайды, онда "когнитивтік" тек формалды ережелермен және шындыққа сәйкес семантикамен байланысты. "Когнитивтік" сөзінің Оксфорд сөздігіндегі (OED) ең алғашқы жазбалары оны шамамен "білу әрекеті немесе процесіне қатысты" деп түсіндіреді. 1586 жылғы алғашқы жазбада бұл сөз бір кезде Платонның білім туралы теорияларын талқылауда қолданылғаны көрсетілген. Дегенмен, когнитивтік ғылыммен айналысатындардың көпшілігі өз салалары Платон іздегендей нақты білімді зерттейді деп ойламайды.

Қолданылу аясы

Когнитивтік ғылым – кең сала және танымның көптеген мәселелерін қамтиды. Дегенмен, когнитивтік ғылымның ақылдың сипаты мен жұмыс істеуіне қатысты барлық мәселелерге бірдей назар аудармағанын мойындау қажет. Классикалық когнитивистер әлеуметтік және мәдени факторларды, денелікті, эмоцияларды, сананы, жануарлардың танымдық қабілеттерін, сондай-ақ салыстырмалы және эволюциялық психологияны көбінесе елеусіз қалдырды немесе олардан жаңылды. Бірақ, бихевиоризмнің ықпалы төмендегенімен, әсерлер мен эмоциялар сияқты ішкі күйлер, сонымен қатар саналылық және жасырын назар қайта қарастырыла бастады. Мысалы, жағдаяттық және денелі таным теориялары таным процесіндегі дененің рөлімен қатар, айналалық ортаның қазіргі күйін ескереді. Ақпаратты өңдеуге жаңаша басымдық берілген соң, байқалатын мінез-құлық енді психологиялық теорияның басты белгісі емес, ақыл-жағдайды модельдеу немесе тіркеуге айналды. Когнитивтік ғылымның негізгі тақырыптарының кейбіреуі төменде келтірілген. Бұл толық тізім емес. Осы саланың түрлі аспектілерімен танысу үшін когнитивтік ғылым тақырыптарының тізіміне жүгініңіз.

Жасанды интеллект

Жасанды интеллект (ЖИ) машиналардағы танымдық құбылыстарды зерттеуді қамтиды. ЖИ-ның маңызды мақсаттарының бірі – компьютерлерде адам интеллектісінің түрлерін іске асыру. Компьютерлер танымдық құбылыстарды зерттеу үшін де кеңінен қолданылады. Есептеулік модельдеу адам интеллектісінің қалай құрылымдалғанын зерттеу үшін модельдеуді пайдаланады. (Сілтеме .) Салада ақыл-ойы кішкентай, бірақ жеке-жеке әлсіз элементтердің (мысалы, нейрондардың) үлкен массиві ретінде қарастырылуы тиімді ме, әлде символдар, схемалар, жоспарлар және ережелер сияқты жоғары деңгейдегі құрылымдар жиынтығы ретінде қарастырылуы тиімді ме деген пікірталас бар. Алғашқы көзқарас сананы зерттеу үшін байланыс тәсілін қолданады, ал екіншісі – символдық жасанды интеллектке баса назар аударады. Бұл мәселеге қатысты бір қарар – адам миын құрайтын нейрондарды дәл модельдемей, компьютерде адам миын дәл модельдеуге бола ма екендігі.

Ескерту

Көңіл – маңызды ақпаратты іріктеу. Адам миы миллиондаған стимулдармен шабуылдайды және ол осы ақпараттың қайсысын өңдеу керектігін шешудің жолын табуы керек. Көңіл кейде жарық шоғындай қарастырылады, яғни, тек белгілі бір ақпаратқа ғана жарық түсіруге болады. Бұл метафораны қолдайтын тәжірибелерге дихотикалық тыңдау тапсырмасы (Черри, 1957) және назарсыздықтан туындаған соқырлық туралы зерттеулер (Мак пен Рок, 1998) жатады. Дихотикалық тыңдау тапсырмасында қатысушыларға екі түрлі хабар беріледі, әр құлаққа біреуден, және оларға хабарлардың тек біреуіне ғана назар аудару керектігі айтылады. Тәжірибе соңында, бақылаусыз хабардың мазмұны туралы сұрағанда, қатысушылар оны еске түсіре алмайды. Көңілдің психологиялық құрылымы кейде олардың анықтамаларындағы семантикалық екіұштыққа байланысты қасақаналық ұғымымен шатастырылады. Көңілділік туралы эксперименталды зерттеулердің бастапқы кезеңінде Вильгельм Вундт бұл терминді «сана мазмұнының тар аймағын анық қабылдауда жұмыс істейтін психикалық процесс» деп анықтады. Оның тәжірибелері назардың кеңістік және уақыт бойынша шектерін көрсетті, олар 1/10 секундтық көрсету кезінде 3-6 әріпке тең болды. Қасақаналық – ақылдың бір нәрсе туралы болу қабілеті, ал көңіл – белгілі бір уақыт аралығында белгілі бір құбылысқа назар аудару, бұл сана мазмұнының тар аймағын анық қабылдау үшін қажетті және бұл назарды ақылмен басқаруға болады. Танымды зерттеу үшін назар аудару ауқымы туралы білімнің маңызы – ол танымның интеллектуалды функцияларын, мысалы, қабылдау, бағалау, ойлау және жұмыс жадын анықтайды. Көңіл аудару ауқымының дамуы ақылдың шешім қабылдауда қалай қабылдап, есте сақтап, қарастырып және бағалайтынына байланысты қабілеттерін арттырады. Бұл тұжырымның негізі – ақыл оқиғамен байланысты неғұрлым көп егжей-тегжейлі мәліметтерді ұғып, салыстырып, қауымдастырып, жіктеп жатса, оқиғаны түсіну, бағалау және ойлау осы оқиғаның шындыққа сәйкес келеді. Латвиялық профессор Сандра Михайлова мен профессор Игорь Валь Даниловтың айтуынша, ақыл бір мезгілде құбылыстың (немесе құбылыстардың) қанша элементін назар аударуға қабілетті болса, осы оқиғаның ішінде ақылға қонымды комбинациялардың саны сонша көп болады, бұл құбылыстың (құбылыстардың) ерекшеліктері мен мәнділігін жақсырақ түсіну мүмкіндігін арттырады. Бұл дене күйі, қозғалыс бақылауы, өздігінен сезіну және кинестезия, жүрек соғуы мен тыныс алуды қамтитын автономды процестер, ішек микробиомының рөліне де қатысты. Сондай-ақ, дененің әлеуметтік және физикалық ортамен қалай байланысқа түсетіні туралы мәліметтер де қамтылған. 4E (орналасқан, енген, кеңейтілген және белсенді) таным мидың денемен және ортамен өзара әрекеттесуі туралы көптеген көзқарастарды қамтиды, себептік байланыстан бастап, ақылдың құралдар мен аспаптарды, сондай-ақ әлеуметтік өзара әрекеттесудің, іс-қимылға бағытталған процестердің және мүмкіндіктердің рөлін қалай кеңейтетіні туралы күшейтілген тұжырымдарға дейін. 4E теориялары классикалық когнитивизмге жақын (әлсіз бейнеленген таным деп аталатын) күшті кеңейтілген және белсенді нұсқаларға дейін жетеді, кейде олар радикалды бейнеленген танымдық ғылым деп аталады.

Тілді білу және өңдеу

Тілді үйрену және түсіну қабілеті өте күрделі процесс. Тіл өмірдің алғашқы жылдарында меңгеріледі, ал қалыпты жағдайларда барлық адамдар тілді жетік меңгеруге қабілетті. Теориялық лингвистикалық саладағы маңызды қозғаушы күш – тілдің абстрактілі түрде қандай болуы керек екенін анықтау, осылайша оны үйренуге мүмкіндік беру. Мидың тілді қалай өңдейтінін зерттеу кезінде туындайтын негізгі сұрақтар: 1) Тілдік білім қаншалықты дәрежеде туа біткен, ал қаншалықты үйренілген?, 2) Ересектерге екінші тілді меңгеру, нәрестелерге ана тілін меңгеруге қарағанда неліктен қиын?, және 3) Адамдар жаңа сөйлемдерді қалай түсіне алады? Тілді өңдеуді зерттеу, сөйлеудің дыбыстық үлгілерін зерттеуден бастап, сөздер мен толық сөйлемдердің мағынасын анықтауға дейін жетеді. Лингвистика тілді өңдеуді орфография, фонетика, фонология, морфология, синтаксис, семантика және прагматика деп бөліп қарастырады. Тілдің көптеген аспектілерін осы компоненттердің әрқайсысы және олардың өзара әрекеттесуі арқылы зерттеуге болады. Когнитивтік ғылымдағы тілдік өңдеуді зерттеу, лингвистика саласымен тығыз байланысты. Лингвистика дәстүрлі түрде гуманитарлық ғылымдардың бір бөлігі ретінде зерттелді, оның ішінде тарих, өнер және әдебиетті зерттеу де бар. Соңғы елу жыл ішінде тілдік білімді және оны қолдануды танымдық құбылыс ретінде зерттеген ғалымдардың саны артты, ал негізгі мәселелер – тілдік білімді қалай меңгеру және пайдалану, және оның құрамы қандай екені болды. Лингвистер адамдар сөйлемдерді құрағанда өте күрделі жүйелерге бағынатын сияқты болғанымен, өз сөздерін басқаратын ережелерге немқұрайлы екенін анықтады. Сондықтан лингвистер, егер мұндай ережелер болса, оларды анықтау үшін жанама әдістерді қолдануға мәжбүр. Дегенмен, егер сөйлеу ережелермен басқарылатын болса, олар кез келген саналы ойлауға жабық сияқты.

Оқу және даму

Білім алу және даму – уақыт өте келе білім мен ақпаратты меңгеру процестері. Сәбилер аз біліммен немесе мүлдем білімсіз (білімнің анықтамасына байланысты) дүниеге келеді, бірақ олар тілді қолдану, жүру және адамдар мен заттарды тану қабілетін тез меңгереді. Білім алу және даму саласындағы зерттеулер осы процестердің қалай жүзеге асырылу механиздерін түсіндіруге бағытталған. Когнитивтік дамуды зерттеудегі маңызды мәселе – кейбір қабілеттердің туа біткені ме, әлде үйренгені ме деген сұрақ. Бұл көбінесе табиғат пен тәрбие арасындағы пікір таласын қозғайды. Нативистік көзқарас, белгілі бір ерекшеліктер организмге тән екенін және оның генетикалық бейімділігімен анықталатынын баса көрсетеді. Ал эмпиристік көзқарас керісінше, кейбір қабілеттер ортадан үйренетінін айтады. Баланың қалыпты дамуы үшін генетикалық және орталық факторлардың екеуі де қажет болғанымен, генетикалық ақпараттың когнитивтік дамуды қалай бағыттайтыны туралы пікір таластар тоқтамайды. Мысалы, тілді меңгеру саласында кейбір ғалымдар (Стивен Пинкер сияқты) жалпыға ортақ грамматикалық ережелерді қамтитын нақты ақпарат гендерде болуы керек деп санайды, ал басқалары (Джеффри Элман және оның әріптестері сияқты) Пинкердің тұжырымдамалары биологиялық тұрғыдан нақты емес екенін дәлелдейді. Олардың пікірінше, гендер оқу жүйесінің архитектурасын анықтайды, бірақ грамматиканың қалай жұмыс істейтіні туралы нақты «фактілер» тек тәжірибе арқылы ғана меңгеріледі.

Жады

Жады бізге ақпаратты кейіннен алу үшін сақтауға мүмкіндік береді. Жады ұзақ мерзімді және қысқа мерзімді жадтан тұрады деп жиі айтылады. Ұзақ мерзімді жад ақпаратты ұзақ уақыт бойы (күндер, апталар, жылдар) сақтауға мүмкіндік береді. Біз әлі күнге дейін ұзақ мерзімді жадтың нақты сыйымдылығын білмейміз. Қысқа мерзімді жад ақпаратты қысқа мерзімде (секундтар немесе минуттар) сақтауға мүмкіндік береді. Жады көбінесе декларативтік және процедуралық түрлерге бөлінеді. Декларативтік жад – семантикалық және эпизодтық жад түрлерінен құралған және фактілер, нақты білімдер, мағыналар мен тәжірибелерді қамтиды (мысалы, «Алма – тағам ба?» немесе «Мен төрт күн бұрын таңғы асқа не жедім?»). Процедуралық жад іс-әрекеттер мен қимылдар тізбегін есте сақтауға мүмкіндік береді (мысалы, велосипед тебу қалай екенін) және көбінесе жасырын білім немесе жад деп аталады. Когнитивтік ғалымдар жадыны психологтар сияқты зерттейді, бірақ жадтың когнитивтік процестерге қатысын және таным мен жад арасындағы байланысты зерттеуге көбірек бейім. Мысалы, адам ұзақ уақыттан бері жоғалған естеліктерін қайтару үшін қандай ой процестерін бастан кешіреді? Немесе тану (есте сақтауға дейін бір нәрсенің белгісін көру немесе жағдай бойынша есте сақтау) мен еске түсіру (есте сақтауды қайтару, мысалы, «бос орынды толтыру») арасында қандай айырмашылық бар?

Түсінік пен әрекет

Түсінік – бұл ақпаратты сезімдер арқылы қабылдау және оны бір жолмен өңдеу қабілеті. Көру және есту – қоршаған ортаны қабылдауымызға мүмкіндік беретін екі басты сезім. Мысалы, көру қабылдауын зерттеуде мынадай сұрақтар туындайды: (1) Біз заттарды қалай тани аламыз?, (2) Бір уақытта оның тек шағын бөліктерін ғана көретін болсақ, неліктен үздіксіз көрініс ортасын қабылдаймыз? Көру қабылдауын зерттеудің бір құралы – адамдардың оптикалық иллюзияларды қалай өңдейтінін қарастыру. Некер текшесінің оң жағындағы сурет – екі тұрақты қабылдаудың мысалы, яғни текшені екі түрлі бағытта орналасқан деп түсіндіруге болады. Тактильдік (сезімталдық), иіс және дәмдік стимулдарды зерттеу де қабылдау саласына жатады. Іс-қимыл – жүйенің нәтижесін білдіреді. Адамдарда бұл моторлық жауаптар арқылы іске асырылады. Кеңістіктік жоспарлау және қозғалыс, сөйлеу және күрделі моторлық қозғалыстар – бәрі де іс-қимылдың құрамдас бөліктері.

Ар-ождан

Аң-сезім – өзіңдегі тәжірибелерді қабылдау. Бұл санаға өзіндік сезімді бастан кешіруге немесе сезінуге мүмкіндік береді.

Зерттеу әдістері

Когнитивтік ғылымды зерттеу үшін көптеген әртүрлі әдістемелер қолданылады. Бұл саланың өте көп салалық сипаты бар болғандықтан, зерттеулер жиі түрлі зерттеу салаларының арасында жүргізіледі, психология, нейроғылым, компьютерлік ғылым және жүйелер теориясынан алынған зерттеу әдістерін пайдаланады.

Әдептілік эксперименттері

Ақылды мінез-құлықты қандай сипаттайтынын анықтау үшін, мінез-құлықтың өзін зерттеу қажет. Осындай зерттеу когнитивтік психология және психофизикамен тығыз байланысты. Әртүрлі стимулдарға мінез-құлық реакцияларын өлшеу арқылы, осы стимулдардың қалай өңделетінін түсінуге болады. Левандовски мен Строхметц (2009) психологиядағы мінез-құлықты өлшеудің жаңа тәсілдерін, соның ішінде мінез-құлық іздерін, мінез-құлықты бақылауды және мінез-құлық таңдауын қарастырды. Мінез-құлық іздері – мінез-құлықтың болғанын көрсететін дәлелдер, бірақ оны орындаған адам қатыспайды (мысалы, тұрақ орнындағы қоқыс немесе электр есептегіш көрсеткіштері). Мінез-құлықты бақылау – мінез-құлықты орындаған адамды тікелей көру (мысалы, адамның екінші адамға қаншалықты жақын отырғанын байқау). Мінез-құлық таңдауы – адам екі немесе одан көп нұсқаның арасынан таңдау жасаған кезде (мысалы, дауыс беру, басқа қатысушыға жаза таңдау). Реакция уақыты. Стимул берілгеннен бастап тиісті жауапқа дейінгі уақыт екі когнитивтік процестің айырмашылықтарын көрсетуі мүмкін, сондай-ақ олардың сипаттамалары туралы ақпарат береді. Мысалы, егер іздеу тапсырмасында реакция уақыты элементтер санына пропорционалды түрде өзгерсе, онда іздеу процесі параллель емес, тізбектелген өңдеуді қамтиды екені анық болады. Психофизикалық реакциялар. Психофизикалық эксперименттер – когнитивтік психологияда қолданылатын ескі психологиялық әдіс. Олар әдетте қандай да бір физикалық қасиетті бағалауды қамтиды, мысалы, дыбыстың күші. Адамдар арасындағы субъективті шкалалардың корреляциясы нақты физикалық өлшемдермен салыстырғанда когнитивтік немесе сенсорлық бұрмалауларды көрсетуі мүмкін. Мысалдар: түстер, тембрлер, текстуралар және т.б. үшін ұқсастық туралы шешімдер; түстер, тембрлер, текстуралар және т.б. үшін шекті айырмашылықтар. Көзді іздеу. Бұл әдіс түрлі когнитивтік процестерді зерттеу үшін қолданылады, ең бастысы – визуалды қабылдау және тілді өңдеу. Көздің тоқтаған жері адамның назарына байланысты. Сондықтан, көздің қозғалысын бақылау арқылы белгілі бір уақытта қандай ақпарат өңделіп жатқанын білуге болады. Көзді іздеу арқылы когнитивтік процестерді өте қысқа уақыт ішінде зерттеуге болады. Көздің қозғалысы тапсырма кезіндегі онлайн шешім қабылдауды көрсетеді және осы шешімдер қалай өңделетіні туралы бізге ақпарат береді.

Миды бейнелеу

Миды бейнелеу – әртүрлі тапсырмаларды орындау кезінде мидың ішкі белсенділігін талдауды қамтиды. Бұл мінез-құлық пен мидың функциясын байланыстырып, ақпаратты қалай өңдейтінін түсінуге көмектеседі. Бейнелеу әдістерінің түрлері уақыттық (уақыт бойынша) және кеңістіктік (орналасу бойынша) шешілімдерімен ерекшеленеді. Миды бейнелеу көбінесе когнитивтік нейроғылымда қолданылады. Бір фотонды эмиссиялық компьютерлік томография және позитронды эмиссиялық томография. SPECT және PET радиоактивті изотоптарды пайдаланады, олар зерттелушінің қан тамырларына енгізіліп, миға сіңіріледі. Мидың қай бөлігі радиоактивті изотопты көп сіңіретінін бақылап, қай бөлігінің басқалардан белсендірек екенін анықтауға болады. PET-тің кеңістіктік шешімі fMRI-ға ұқсас, бірақ уақыттық шешімі өте нашар. Электроэнцефалография. ЭЭГ басқабығына электродтар орнату арқылы ми қабығындағы нейрондардың үлкен популяциясы тудырған электр өрістерін өлшейді. Бұл әдіс өте жоғары уақыттық шешімге ие, бірақ кеңістіктік шешімі салыстырмалы түрде төмен. Функционалдық магниттік резонанс бейнелеу. fMRI мидың әртүрлі бөліктеріне ағып келетін оттегі бар қанның мөлшерін өлшейді. Белгілі бір аймақтағы оттегі бар қанның көбеюі, сол аймақтағы нейрондық белсенділіктің артуымен байланысты деп есептеледі. Бұл мидың әртүрлі аймақтарындағы нақты функцияларды анықтауға мүмкіндік береді. fMRI-ның кеңістіктік және уақыттық шешімі орташа. Оптикалық бейнелеу. Бұл әдіс мидың әртүрлі аймақтарына жақын қанның жарыққа қайтаруын өлшеу үшін инфрақызыл сәуле шығарушылар мен қабылдағыштарды пайдаланады. Оттегі бар және оттегісіз қан жарықты әртүрлі мөлшерде қайтаратындықтан, қай аймақтардың белсендірек екенін (яғни, оттегі бар қанның көп екенін) зерттеуге болады. Оптикалық бейнелеудің уақыттық шешімі орташа, бірақ кеңістіктік шешімі нашар. Оның артықшылығы – қауіпсіздігі, сондықтан нәрестелердің миын зерттеуге қолдануға болады. Магниттік энцефалография. MEG ми қабығының белсенділігінен туындайтын магнит өрістерін өлшейді. Ол ЭЭГ-ге ұқсас, бірақ кеңістіктік шешімі жақсырақ, себебі ол өлшейтін магнит өрістері бас терісі, ми қабықтары және т.б. сияқты ЭЭГ-де өлшенетін электрлік белсенділіктей бұрмаланбайды немесе әлсірейді. MEG өте кішкентай магнит өрістерін анықтау үшін SQUID сенсорларын қолданады.

Есептеулік модельдеу

Есептеу модельдері мәселені математикалық және логикалық тұрғыдан формалды түрде бейнелеуді қажет етеді. Компьютерлік модельдер интеллекттің әртүрлі нақты және жалпы қасиеттерін симуляциялау және тәжірибелік тексеруде қолданылады. Есептеу модельдеуі нақты бір танымдық құбылыстың функционалдық ұйымдастырылуын түсінуге көмектеседі. Когнитивтік модельдеуге қатысты тәсілдер: (1) символдық, интеллектуалды сананың абстрактілік функцияларын символдар арқылы бейнелеу; (2) субсимволдық, адам миының нейрондық және ассоциативтік қасиеттеріне негізделу; және (3) символдық-субсимволдық шекарадағы, гибридтік модельдерді қоса алғандағы тәсілдер. Символдық модельдеу білімге негізделген жүйелердің технологияларын пайдалана отырып, компьютерлік ғылымның парадигмаларынан, сондай-ақ философиялық көзқарас (мысалы, «Жақсы Ескі Заманғы Жасанды Интеллект» (GOFAI)) негізінде пайда болды. Оны алғашқы когнитивтік зерттеушілер әзірледі, кейіннен ақпараттық инженерияда сарапшы жүйелерде қолданылды. 1990 жылдардың басында ол функциялық түрде адамға ұқсас интеллект модельдерін, мысалы, персоноидтарды зерттеу үшін жүйелік ғылымда жалпыландырылды және параллельді түрде SOAR ортасы ретінде дамытылды. Жақында, әсіресе когнитивтік шешім қабылдау контекстінде, символдық когнитивтік модельдеу әлеуметтік-когнитивтік тәсілге, соның ішінде әлеуметтік және ұйымдық танымға, субсимволдық бейсаналы деңгеймен өзара байланысты кеңейтілді. Субсимволдық модельдеуге коннекционистік/нейрондық желі модельдері кіреді. Коннекционизм сана/мидың қарапайым түйіндерден тұрады және оның мәселелерді шешу қабілеті олардың арасындағы байланыстардан туындайды деген идеяға негізделген. Нейрондық желілер осы тәсілдің оқулық мысалы болып табылады. Бұл тәсілді сынға алғандардың кейбіреулері, бұл модельдер жүйенің жұмыс істеу қағидасын бейнелеу ретінде биологиялық шындыққа жақындасса да, оларда түсіндіру күші жеткіліксіз дейді, себебі тіпті қарапайым байланыс ережелері бар жүйелерде де пайда болатын жоғары күрделілік оларды макроскопиялық деңгейде қарағанда байланыс деңгейінде түсіндіруді қиындатады. Басқа да танымалдылығы артып келе жатқан тәсілдер: (1) динамикалық жүйелер теориясы, (2) символдық модельдерді коннекционистік модельдерге (нейрондық-символдық интеграция немесе гибридтік интеллектуалды жүйелер) бейімдеу және (3) машиналық оқытудан жиі алынатын Байес модельдері. Жоғарыда аталған барлық тәсілдер жеке және әлеуметтік/ұйымдық шешім қабылдау мен ойлауды түсіндіру және жақсарту үшін синтетикалық/абстрактілік интеллекттің (яғни когнитивтік архитектураның) интеграцияланған есептеу модельдері түрінде жалпыландырылуға бейім, немесе нақты танымдық қабілеттерді (мысалы, көру, тіл, категориялау және т.б.) модельдеуге арналған жеке симуляциялық бағдарламаларға (немесе микротеорияларға/"орталық ауқымдағы" теорияларға) назар аударуға бейім.

Негізгі нәтижелер

Когнитивтік ғылым адамның когнитивтік қателіктері мен тәуекелді қабылдау модельдерін тудырды және экономиканың бір бөлігі – мінез-құлықтық қаржының дамуына әсер етті. Одан бөлек, математика философиясының жаңа теориясы (денотациялық математикамен байланысты) және жасанды интеллект, көндіру және мәжбүрлеу туралы көптеген теориялар пайда болды. Ол тіл философиясы мен эпистемологияда да өз ықпалын көрсетті, сондай-ақ қазіргі лингвистиканың маңызды бір саласын құрады. Когнитивтік ғылымның салалары сөйлеуді жасаудан бастап есту қабылдауы мен көру қабілетіне дейінгі мидың нақты функционалдық жүйелерін (және функционалдық жетіспеушіліктерін) түсінуге үлкен үлес қосты. Мидың белгілі бір бөліктеріне келген зақымның танымға қалай әсер ететінін анықтауда жетістіктерге қол жеткізілді, сондай-ақ дислексия, анопсия және жартылай кеңістіктік назарсыздану сияқты нақты дисфункциялардың себептерін және салдарларын анықтауға көмектесті.

Белгілі зерттеушілер

Аты Туған жылы Үлес қосқан жылы Дэвид Чалмерс 19661995Дуализм, сананың қиын мәселесі Дэниел Деннет 1942 1987 Есептеу жүйелеріне қатысты перспектива ұсынды (Көп нұсқалы модель) Джон Сирл 1932 1980 Қытай бөлмесі Дуглас Хофстадтер 19451979Гёдель, Эшер, Бах Джерри Фодор 1935 1968, 1975 Функционализм Алан Баддлей 1934 1974 Баддлейдің жұмыс жады моделі Марвин Мински 19271970-жылдар, 1980-жылдардың басы LISP сияқты тілдерде компьютерлік бағдарламалар жазып, адамдардың шешім қабылдау және мәселелерді шешу сияқты қадамдарын формалды түрде сипаттауға тырысты Кристофер Лонгет-Хиггинс 19231973 Когнитивтік ғылым терминін енгізді Ноам Чомски 19281959 Б.Ф. Скиннердің "Verbal Behavior" кітабына шолу жариялады, ол бұрынғы басым бағыт болған бихевиоризмге қарсы когнитивизмді бастады Лила Р. Глейтман 19291970-жылдар, 2010-жылдар Тілдік когницияның дамуын түсінуге кең ауқымды үлес қосты, соның ішінде синтаксистік бутстраппинг теориясы Элеонор Рош 19381976 Категоризацияның прототиптік теориясын дамытты Филип Н. Джонсон-Лэрд 19361980 Когнитивтік ғылымдағы менталдық модельдер идеясын енгізді Дедре Гентнер 19441983 Аналогиялық ойлаудың құрылымдық картографиялау теориясын дамытты Аллен Ньюэлл 19271990 Когнитивтік модельдеу және жасанды интеллекттегі когнитивтік архитектура саласын дамытты Аннетт Кармилофф Смит 19381992 Когнитивтік даму теорияларына нейроғылым мен есептеулік модельдеуді біріктірді Дэвид Марр (нейроғалым) 19451990 Есептеу жүйелерінің талдау деңгейлерінің үш деңгейлі гипотезасын қолдады Петер Гарденфорс 19492000 Когнитивтік модельдеу және жасанды интеллектте қолданылатын тұжырымдық кеңістік аясын жасады Линда Б. Смит 19511993 Эстер Теленмен бірге когнитивтік дамуды түсінуге динамикалық жүйелік тәсіл жасады Когнитивтік ғылымдағы танымал есімдердің кейбіреулері көбінесе ең даулы немесе ең көп сілтеме жасалғандар болып табылады. Философиядағы танымал есімдерге есептеу жүйелері тұрғысынан жазатын Дэниел Деннет, өзінің даулы қытай бөлмесі аргументімен танымал Джон Сирл және функционализмді жақтаған Джерри Фодор жатады. Басқаларға дуализмді жақтаған Дэвид Чалмерс, сонымен қатар сананың қиын мәселесін түсіндіруімен және сөз бен ойдың мәнін сұраққа салумен танымал Дуглас Хофстадтер жатады. Лингвистика саласында Ноам Чомски мен Джордж Лакоффтың ықпалы зор (екеуі де саяси комментаторлар ретінде танымал болды). Жасанды интеллект саласында Марвин Мински, Герберт А. Саймон және Аллен Ньюэлл белгілі. Психология саласындағы танымал есімдерге Джордж А. Миллер, Джеймс МакКлелланд, Филип Джонсон-Лэрд, Лоуренс Барсалу, Витторио Гидано, Говард Гарднер және Стивен Пинкер жатады. Антропологтар Дэн Спербер, Эдвин Хатчинс, Брэдд Шор, Джеймс Вертч және Скотт Атран мәдениеттің қалыптасуы, дін және саяси қауымдастық туралы жалпы теорияларды әзірлеу үшін танымдық және әлеуметтік психологтармен, саясаттанушылармен және эволюциялық биологтармен бірлескен жобаларға қатысты. Дэвид Румельхарт, Джеймс МакКлелланд және Филип Джонсон-Лэрд есептеу теорияларын (модельдер мен симуляциялармен) дамытты.

Эпистемиялық

Эпистемика – 1969 жылы Эдинбург университеті Эпистемика мектебін құрған кезде пайда болған термин. Эпистемика эпистемологиядан өзгеше, себебі эпистемология – білім туралы философиялық теория, ал эпистемика – білімді ғылыми тұрғыдан зерттеу. Кристофер Лонгуэт Хиггинс оны «білім мен түсініктің (қабылдау, интеллектуалдық және тілдік) процестері арқылы қол жеткізілуі мен таратылуының формалды модельдерін құру» деп анықтаған. 1978 жылғы «Эпистемика: Танымның реттеуші теориясы» атты мақаласында Альвин И. Голдман эпистемологияны қайта бағыттауды сипаттау үшін «эпистемика» терминін енгізгенін мәлімдейді. Голдман өзінің эпистемикасы дәстүрлі эпистемологиямен байланысты екенін және жаңа термин тек қарсылықты болдырмау үшін қолданылатынын айтады. Голдманның нұсқасында эпистемика таным психологиясымен байланысы арқасында дәстүрлі эпистемологиядан аздап ғана ерекшеленеді; эпистемика білімге немесе сенімге әкелетін ой-процестер мен ақпаратты өңдеу механизмдерін жан-жақты зерттеуге баса назар аударады. 1980-жылдардың ортасында Эпистемика мектебі Когнитивтік ғылым орталығы (КҒО) болып қайта аталды. 1998 жылы КҒО Эдинбург университетінің Информатика мектебіне біріктірілді.

Когнитивтік ғылымдағы байлау проблемасы

Когнитивтік ғылымның негізгі мақсаттарының бірі – танымның интеграцияланған теориясына қол жеткізу. Бұл үшін мидың кеңістікте бөлінген (субкортикальды) аймақтарында бір мезгілде жүзеге асатын ақпаратты өңдеудің үйлестірілуін және біріктірілуін түсіндіретін интеграциялық механизмдер қажет. Бір жол – осы «Байланыс мәселесін» (яғни, ақпараттық элементтердің бірігу мәселесін, ең қарапайым қабылдау бейнелеулерінен («ерекшелік байланысы») символдық құрылымдар («айнымалы байланысы») сияқты ең күрделі танымдық бейнелеулерге дейін) интегративтік синхронизация механизмдері арқылы динамикалық түрде шешу. Басқаша айтқанда, үйлестіру механизмдерінің бірі – нейрофизиологиядан алынған Синхронизация арқылы байланыс (САБ) гипотезасымен сипатталған нейрондық желілердегі динамикалық өзін-өзі ұйымдастыру процестеріне негізделген нейрондық белсенділіктің уақыттық (фазалық) синхронизациясы болып көрінеді. Осы байланыс мәселесін шешу үшін интегративтік синхронизация механизмдерін пайдаланатын коннективистік когнитивтік нейроархитектуралар жасалған. Қабылдау танымындағы мәселе – элементарлық объект қасиеттері мен объект қатынастарының, мысалы, объектінің түсі немесе нысаны сияқты, динамикалық түрде біріктірілуі немесе осы қабылдау объектісінің бейнесіне синхронизация механизмі арқылы («ерекшелік байланысы», «ерекшелік байланыстыру») интеграциялануы мүмкіндігін түсіндіру болып табылады. Тіл танымындағы мәселе – семантикалық ұғымдар мен синтаксистік рөлдердің динамикалық түрде қалай байланыста болатынын немесе жүйелі және композициялық символдық құрылымдар мен тұжырымдар сияқты күрделі танымдық бейнелерге синхронизация механизмі арқылы («айнымалы байланысы») қалай біріктірілетінін түсіндіру болып табылады (сонымен қатар, коннективизмдегі «Символизмге қарсы коннективизм» пікір таласын қараңыз). Алайда, танымның интеграцияланған теориясын (әсіресе Байланыс мәселесін) түсінудегі маңызды жетістіктерге қарамастан, танымның басталуы туралы мәселе бойынша пікірталас әлі де жалғасуда. Жоғарыда айтылған әр түрлі көзқарастардан бұл мәселені дамудың қарапайым рефлекстік сатысындағы организмдердің сезімтал тітіркендіргіштердің қоршаған ортаның хаостық ынталандыруларының шегін қалай жеңе алатыны туралы мәселеге дейін тоғытуға болады: электромагниттік толқындар, химиялық өзара әрекеттесулер және қысымдың өзгеруі. Бастапқы деректерді енгізу (БДЭ) тезисі мұндай организмнің бұл шекті өздігінен жеңе алатынына күмән келтіреді. Математикалық құралдар тұрғысынан алғанда, БДЭ тезисі өмірдің басындағы жас организмдер үшін қоршаған ортаның ынталандыруларының (шу) какофониясының өте жоғары шегін көрсетеді. Ол нейрондық желілердегі динамикалық өзін-өзі ұйымдастыру процестеріне негізделген нейрондық белсенділіктің уақыттық (фазалық) синхронизациясы, кез келген динамикалық байланыс немесе синхронизация механизмі арқылы қабылдау объектісінің бейнесіне интеграциялау организмдерге осы шу шегін жеңу үшін маңызды сигналды (ақпараттық тітіркендіргішті) ажыратуға көмектесе алмайды деп тұжырымдайды.