Dehaene–Changeux modell
Dehaene –Changeux-modellen ( DCM ), även känd som den globala neuronala arbetsytan eller den globala kognitiva arbetsplatsmodellen är en del av Bernard Baars " globala arbetsplatsmodell" för medvetande.
Det är en datormodell av medvetandets neurala korrelat programmerad som ett neuralt nätverk . Den försöker återskapa svärmbeteendet [ behövs ] förtydligande av hjärnans högre kognitiva funktioner såsom medvetande , beslutsfattande och de centrala exekutiva funktionerna . Den utvecklades av kognitiva neuroforskarna Stanislas Dehaene och Jean-Pierre Changeux med början 1986. Den har använts för att ge en prediktiv ram för studiet av ouppmärksam blindhet och lösningen av Tower of London-testet .
Historia
Dehaene-Changeux-modellen etablerades ursprungligen som ett spinnglas neuralt nätverk som försökte representera lärande och sedan ge ett språngbräde mot artificiell inlärning bland andra mål. Det skulle senare användas för att förutsäga observerbara reaktionstider inom priming-paradigmet och vid ouppmärksam blindhet.
Strukturera
Allmän struktur
Dehaene–Changeux-modellen är ett metaneuralt nätverk (dvs. ett nätverk av neurala nätverk) som består av ett mycket stort antal integrera-och-eld- neuroner programmerade på antingen ett stokastiskt eller deterministiskt sätt. Neuronerna är organiserade i komplexa thalamo-kortikala kolumner med långväga kopplingar och en avgörande roll [ förtydligande behövs ] spelas av interaktionen mellan von Economos områden . Varje thalamo-kortikal kolonn är sammansatt av pyramidceller och hämmande interneuroner som får en långdistans excitatorisk neuromodulering som kan representera noradrenerg input.
En svärm och ett multiagentsystem som består av neurala nätverk
Bland andra Cohen & Hudson (2002) hade redan använt " Meta-neurala nätverk som intelligenta agenter för diagnos " På samma sätt som Cohen & Hudson har Dehaene & Changeux etablerat sin modell som en interaktion av metaneurala nätverk (talamokortikala kolumner) själva programmerade i sätt av en " hierarki av neurala nätverk som tillsammans fungerar som en intelligent agent ", för att använda dem som ett system som består av en stor skala av sammankopplade intelligenta agenter för att förutsäga det självorganiserade beteendet hos de neurala medvetandekorrelaten. Det kan också noteras att Jain et al. (2002) hade redan tydligt identifierat spikneuroner som intelligenta agenter eftersom den nedre gränsen för beräkningskraft hos nätverk av spikneuroner är kapaciteten att simulera i realtid för booleskt värderade indata vilken Turing-maskin som helst . DCM består av ett mycket stort antal interagerande undernätverk som i sig själva är intelligenta agenter, det är formellt ett multiagentsystem programmerat som en svärm eller neurala nätverk och a fortiori av spikneuroner.
.png)
Beteende
DCM uppvisar flera surkritiska [ förtydligande behövs ] framväxande beteenden såsom multistabilitet och en Hopf-bifurkation mellan två mycket olika regimer som kan representera antingen sömn eller upphetsning med olika allt-eller-ingen- beteenden som Dehaene et al. använda för att fastställa en testbar taxonomi mellan olika medvetandetillstånd. [ förtydligande behövs ]
Akademiskt mottagande
Självorganiserad kritik
Dehaene-Changeux-modellen bidrog till studiet av olinjäritet och självorganiserad kritikalitet i synnerhet som en förklaringsmodell för hjärnans framväxande beteenden, inklusive medvetande. Studerar hjärnans faslåsning och storskalig synkronisering, Kitzbichler et al. (2011a) bekräftade att kritikalitet är en egenskap hos mänsklig hjärnans funktionella nätverksorganisation vid alla frekvensintervall i hjärnans fysiologiska bandbredd.
Dessutom utforskar den neurala dynamiken i kognitiva ansträngningar efter, bland annat , Dehaene-Changeux-modellen, Kitzbichler et al. (2011b) visade hur kognitiv ansträngning bryter sinnets modularitet för att få mänskliga hjärnans funktionella nätverk tillfälligt att anta en mer effektiv men mindre ekonomisk konfiguration. Werner (2007a) använde Dehaene-Changeux Global Neuronal Workspace för att försvara användningen av statistiska fysikmetoder för att utforska fasövergångar, skalning och universalitetsegenskaper hos hjärnans så kallade "Dynamic Core", med relevans för den makroskopiska elektriska aktiviteten i hjärnan. EEG och EMG . Vidare, med utgångspunkt från Dehaene-Changeux-modellen, föreslog Werner (2007b) att tillämpningen av de dubbla begreppen skalning och universalitet i teorin om icke-jämviktsfasövergångar kan tjäna som ett informativt tillvägagångssätt för att belysa naturen hos underliggande neurala mekanismer. , med tonvikt på dynamiken i rekursivt återinträdande aktivitetsflöde i intrakortikala och kortiko-subkortikala neuronala loopar. Friston (2000) hävdade också att " den olinjära naturen hos asynkron koppling möjliggör de rika, kontextkänsliga interaktioner som kännetecknar verklig hjärndynamik, vilket tyder på att den spelar en roll i funktionell integration som kan vara lika viktig som synkrona interaktioner" .
Medvetandetillstånd och fenomenologi
Det bidrog till studiet av fasövergång i hjärnan under sedering, och särskilt GABA-ergisk sedering som den som induceras av propofol (Murphy et al. 2011, Stamatakis et al. 2010). Dehaene-Changeux-modellen kontrasterades och citerades i studien av kollektivt medvetande och dess patologier (Wallace et al. 2007). Boly et al. (2007) använde modellen för en omvänd somatotopstudie, som visar en korrelation mellan hjärnaktivitet och somatosensorisk perception hos människor. Boly et al. (2008) använde också DCM i en studie av det grundläggande medvetandetillståndet för den mänskliga hjärnans standardnätverk .
Publikationer
- Naccache, L. Kognitivt åldrande betraktat från synvinkeln av kognitiva neurovetenskaper av medvetande. Psykologi & NeuroPsychiatrie du vieillissement. Volym 5, nummer 1, 17–21, mars 2007
- Rialle, V och Stip, E. Kognitiv modellering i psykiatrin: från symboliska modeller till parallella och distribuerade modeller J Psychiatry Neurosci. maj 1994; 19(3): 178–192.
- Ravi Prakash, Om Prakash, Shashi Prakash, Priyadarshi Abhishek och Sachin Gandotra Global arbetsplatsmodell av medvetande och dess elektromagnetiska korrelationer Ann Indian Acad Neurol. 2008 jul–sep; 11(3): 146–153. doi : 10.4103/0972-2327.42933
- Zigmond, Michael J. (1999) Fundamental neuroscience' , Academic Press p1551
- Bernard J. Baars, Nicole M. Gage Kognition, hjärna och medvetande: introduktion till kognitiv neurovetenskap Academic Press, 2010 sid. 287
- Carlos Hernández, Ricardo Sanz, Jaime Gómez-Ramirez, Leslie S. Smith, Amir Hussain, Antonio Chella, Igor Aleksander From Brains to Systems: Brain-Inspired Cognitive Systems' Volume 718 of Advances in Experimental Medicine and Biology Series Springer, 2011 sid. 230
- Steven Laureys et al. Medvetandets gränser: neurobiologi och neuropatologi Volym 150 av Progress in Brain Research Elsevier, 2006 sid. 45
- Michael S. Gazzaniga The cognitive neurosciences MIT Press, 2004 s.1146
- Stanislas Dehaene The cognitive neuroscience of consciousness MIT Press 2001 s.13
- Tim Bayne, Axel Cleeremans, Patrick Wilken The Oxford companion to consciousness Oxford University Press 2009 s.332
- Hans Liljenström, Peter Århem Medvetandeövergångar: fylogenetiska, ontogenetiska och fysiologiska aspekter Elsevier 2008 sid. 126
