Modularność umysłu

Dr hab. Marcin Miłkowski, IFiS PAN
MODULARNOŚĆ UMYSŁU
Czego można się spodziewać?
 Fodor i idea modularności
 Modularność globalna
 Modularność biologiczna
 Od modularności do konektomu
Fodor – hipoteza modułów
umysłowych
 W 1983 roku Fodor napisał przełomową
książkę o modułach umysłowych.
 Idea modułów wywodzi się z koncepcji
„władz umysłowych” jeszcze
z psychologii racjonalnej XVIII w.,
kontynuowanej potem przez
Chomsky’ego.
 Ale Fodor prowokacyjnie odwołuje
się do frenologii.
Frenologia: od pseudonauki
do lokalizacji ośrodków w
mózgu
 Franz Gall (1798-1828):
 Twórca frenologii, czyli idei, że władze
umysłowe mają określoną lokalizację
w mózgu.
 Im silniejsza władza umysłowa, tym
większy ośrodek w mózgu.
 Dlatego wypukłości w czaszce
świadczą o zdolnościach i tendencjach
umysłowych.
Frenologia
 Zwłaszcza w USA
popularne stały się
pseudonaukowe badania
wypukłości czaszki, np. do
określania temperamentu.
 Popularne stały się
specjalne wzorcowe
odlewy z lokalizacją
odpowiednich ośrodków.
 Wyjątkowo złośliwym
krytykiem frenologii był
Hegel.
Frenologia
 Jednym z naukowych świadectw
na rzecz lokalizacji były
ogniskowe uszkodzenia mózgu,
prowadzące np. do utraty mowy.
 Paul Broca (1824-1880) odcinał
się od frenologii, ale sądził, że
zasada lokalizacji jest
prawdziwa.
 Debata trwa do dziś…
Zasada ekwipotencjalności a
lokalizacja
 W badaniach mózgu podejście
holistyczne wielokrotnie ścierało się
z lokalizacyjnym (Golgi kontra Cajal).
 Karl Lashley (1890-1958): krytyk
lokalizacjonizmu, twórca zasady
ekwipotencjalności:
 Nie udało znaleźć się lokalizacji pamięci
w mózgu (engramu).
 Lezje mózgu szczura dawały efekty
coraz większego obniżania sprawności, a
nie skokowe.
Neuropsychologia
 Postępy w badaniu lezji i neuroobrazowaniu
dały jednak oręż zwolennikom zróżnicowania
funkcjonalnego i lokalizacji.
 Dlatego też i Fodor, wcześniej zwolennik
ekwipotencjalności, podjął zagadnienie
modularności.
Moduły wg Fodora
 „Moduł ” to pojęcie naturalnorodzajowe,
takie jak „woda”.
 Dlatego definicje nie wyczerpują jego
własności.
 Fodor chce podać tylko charakterystyczne
cechy większości modułów, nie warunki
wystarczające i konieczne.
Modularność umysłu wg Fodora
 Moduł:
 jest wyspecjalizowany dziedzinowo;
 jest izolowany informacyjnie;
 jest zlokalizowany neuronalnie;
 jest uruchamiany obligatoryjnie;
 ma charakterystyczne dysfunkcje;
 rozwija się charakterystycznie w ontogenezie.
Specjalizacja dziedzinowa
 Moduły reagują tylko na dane określonego
rodzaju (domain-specific):
 Np. moduły analizujące dane wzrokowe nie
uruchamiają się podczas percepcji temperatury.
 Nie jest jasne, czym są dziedziny, o których mówi
Fodor, ale najczęściej psychologowie uważają, że
chodzi o pewien rodzaj problemów, które
rozwiązuje dany moduł.
 Ale dlaczego reaguje na jakiegoś rodzaju
problemy?
Izolacja informacyjna
 Warunek niezbędny!
 Moduły łączą się z innymi tylko za pomocą
wejść i wyjść.
 Ich działanie wewnętrzne nie jest zmieniane
inaczej (nie mają np. obszaru globalnej
pamięci).
 Ale ponieważ nie wiadomo, co jest wejściem i
wyjściem, to dosyć trudno odrzucić hipotezę, że
coś nie jest izolowane.
Lokalizacja neuronalna
 Fodor uznaje, że moduły będą miały typową
dla siebie lokalizację (oczywiście z
uwzględnieniem różnic indywidualnych).
 Tu nawiązanie do idei lokalizacyjnych Broki i
frenologów.
 Czy duże sieci (np. sieć trybu domyślnego)
spełniają kryterium Fodora?
William Uttal: krytyk
lokalizacjonizmu
 Jest coraz więcej prac
na temat lokalizacji, ale
zdaniem Uttala są one
mało wartościowe.
 Powtarza argumentację
Fodora za procesami
centralnymi w odniesieniu
do wszystkich funkcji
poznawczych.
Śnięty łosoś w fMRI
Obligatoryjna aktywacja
 Procesy, które są wyzwalane umyślnie, nie
mogą być modularne w ujęciu Fodora.
 Moduły działają automatycznie, np. w
przypadku iluzji.
Charakterystyczne dysfunkcje
 Lezja obszaru Broki będzie prowadzić do
charakterystycznych zaburzeń mowy;
dlatego to jest moduł.
 Czy mogą istnieć zaburzenia niespecyficzne?
(Lashley uważał, że mogą, ale czy tak jest
naprawdę?)
Charakterystyczny rozwój
 Umiejętności językowe rozwijają się w
charakterystyczny sposób, dlatego język jest
„obsługiwany” przez moduł.
 Nie istnieje jednak np. moduł odpowiadający
za nauczenie się „Filozofii umysłu II”, bo
można się jej nauczyć po prostu wtedy, kiedy
ma się umiejętności językowe na poziomie
liceum…
Procesy centralne
 Fodor uważa, że istnieją też procesy
centralne.
 Procesy centralne cechują się wyjątkowo
silnym holizmem.
 Skojarzyć może się np. potencjalnie wszystko ze
wszystkim…
 Są dowolne.
 Operują na sądach.
 Nie wiadomo, jak działają; nie wiadomo, jak
je badać. Sprawa jest beznadziejna.
Percepcja
 Percepcja jest procesem centralnym, ale
warunkowanym przez modularne procesy
wejściowe.
 Sądy percepcyjne dotyczą danych
dostarczanych przez moduły.
 Np. wiemy, że widzimy iluzję. Ale nasze sądy
nie modyfikują iluzji (nieprzenikliwość
poznawcza w sensie Pylyshyna).
Modularność globalna
 Większość modularystów nie wierzy w
procesy centralne.
 Np. psychologowie ewolucyjni:
 umysł jest jak gigantyczny scyzoryk, zawierający
wrodzone wyspecjalizowane moduły poznawcze.
 Pojęcie znacznie
osłabione: nie ma
mowy o mocnej
izolacji ani
automatyzmie.
Moduły wg psychologów
ewolucyjnych
 Psychologowie ewolucyjni bardzo chętnie
posługują się pojęciem modułu, które zwykle
postulują w odniesieniu do środowiska
adaptacyjnego (społeczności łowieckozbierackich).
 Przykład – moduł wykrywania oszustów;
moduł reagowania na węże (fobie); moduł
czytania w umyśle; moduł językowy…
Zarzuty
 Psychologowie ewolucyjni posługują się
pojęciem specjalizacji dziedzinowej, ale nie
wiadomo, jak je można operacjonalizować.
 Hojnie szafują pojęciem „modułu”, ale staje
się ono bliskie po prostu „jednostce
funkcjonalnej”.
 Trywializacja modularności: wiadomo, że nie
wszystko ma wszystkie funkcje.
Moduły wg Herberta Simona
 Simon wyróżnił charakterystyczny dla
biologii typ systemu: względnie rozkładalny
(near-decomposable).
 W takim systemie większość interakcji
zachodzi wewnątrz; ze słabnięciem interakcji
kończy się system.
 Jego zdaniem, ewolucja musiała wytworzyć
tego rodzaju systemy.
Dwóch zegarmistrzów wg
Simona
 Hora tworzy zegarki z części, które można
łączyć w podzespoły.
 Są to zegarki względnie modularne.
 Tempus tworzy tak samo złożone zegarki, ale
za każdym razem, kiedy dzwoni telefon, musi
przerywać pracę.
 To zegarki mocno holistyczne.
 Zegarki Hory są stabilniejsze na wpływy
zewnętrzne i dlatego ona więcej zarobi…
Moduły wg Simona
 We wszystkich układach biologicznych muszą
występować stosunkowo silnie zintegrowane
podsystemy.
 Inaczej nie będą mogły stabilnie powstawać
systemy złożone.
 Dlatego też pojęcie Simona jest bardzo
szerokie.
Moduły wg Sternberga
 Najsłabsze pojęcie modułu jako osobnej
jednostki o danej funkcji.
 Jedyne kryterium: możliwość osobnej
modyfikacji (separate modifiability).
 Ale takie kryterium spełnia każdy czynnik
przyczynowy (wg teorii przyczynowości Pearla
i Woodwarda).
 Dlatego to jest najsłabsze możliwe pojęcie
modułu.
Podsumowanie
Podsumowanie
 Pojęcie modularności wpisuje się w spór
między holistami a atomistami w badaniu
umysłu i mózgu.
 Mocne pojęcie Fodora jest najbardziej
kontrowersyjne; Sternberga jest banalne.
 W dzisiejszych badaniach
neuropsychologicznych odchodzi się od
prostej lokalizacji na rzecz tworzenia hipotez
o całych sieciach z określoną topologią.
Dalsze lektury
 Numer specjalny „Studiów z Kognitywistyki i
Filozofii Umysłu” (3 / 2009)
 Modularność umysłu pod red. Sz. Wróbla,
Kalisz 2007.
 P. Carruthers,
The Architecture
of The Mind,
Oxford 2006.