CC BY
22
свечивают специфические элементы производства смыслов и возбуждают эмоции, вносящие вклад в производство знания в МО» [с. 256].
А.А. Али-заде
2020.01.007. ШИ Н., ФРИТ К.Д. ГЛОБАЛЬНОЕ РАБОЧЕЕ ПРОСТРАНСТВО НУЖДАЕТСЯ В МЕТАПОЗНАНИИ. SHEA N., FRITH C.D. The global workspace needs metacognition // Trends in cognitive sciences. - 2019. - Vol. 23, N 7. - P. 560-571. -DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2019.04.007.
Ключевые слова: сознание; мозг; теория глобального рабочего пространства; метапознание; репрезентация.
Авторы из Великобритании обсуждают возможность интеграции двух ведущих современных когнитивных концепций сознания - концепции глобального рабочего пространства (ГРП) и идеи метапознания. Как отмечают авторы, обычно эти две точки зрения представляются как различающиеся и даже конкурирующие между собой. В противоположность этому авторы отстаивают точку зрения, согласно которой сознаваемые репрезентации отличает и свойство глобальной трансляции информации, и метапозна-вательный аспект. По их мнению, «репрезентации в глобальном рабочем пространстве всегда располагают метакогнитивным компонентом» [с. 560].
С одной стороны, подход ГРП основывается на наблюдении, которое заключается в том, что сознание делает информацию глобально доступной целому ряду независимых ментальных процессов, включая рассуждения, память, планирование, вербальный отчет и т.д. ГРП постулируется как когнитивный и нейронный базис сознания. Предполагается, что репрезентации достигают ГРП после обработки в специализированных системах (восприятия, эмоций, моторного контроля и т.д.). Поэтому ГРП представляет собой разновидность рабочей памяти.
С другой стороны, связь между сознанием и метапознанием прослеживается на основе идеи о том, что если агент не в состоянии отслеживать определенное ментальное состояние, то это состояние не является сознаваемым. Если это верно, то метапознание в определенной степени оказывается ассоциированным со всеми
сознаваемыми репрезентациями. В своей статье авторы ведут речь о метапознании прежде всего в смысле уверенности агентов в той или иной репрезентации (хотя, как они отмечают, метапознание может выполнять и другие функции). В соответствии с идеей мета-познания сознаваемая репрезентация мира всегда обладает некоторой степенью определенности (или вероятности). Поэтому перцепт (результат восприятия) репрезентирует не только определенное состояние мира, но и свои свойства (вероятность точности). Таким образом, в отличие от известной теории сознания как репрезентации более высокого порядка, в рамках доктрины метапознания не утверждается, что для сознания необходима дополнительная, более высокоуровневая репрезентация репрезентации мира.
По замечанию авторов, идеи глобального доступа и метапоз-нания не обладают концептуальными или необходимыми связями. Например, далеко не все разновидности метапознания функционируют при участии сознания, а значит, не все метакогнитивные состояния оказываются глобально доступными. Вместе с тем остается возможность того, что все глобально транслируемые состояния располагают метакогнитивным компонентом. Именно эта возможность находится в центре внимания авторов в настоящей статье.
Кроме того, отмечают авторы, обе теории сходятся по вопросу о связи между сознанием и вербальным отчетом, а именно: «Взрослый индивид без патологий в нормальных условиях, как правило, может предоставить отчет о своих ментальных состояниях» [с. 560]. В обеих теориях подчеркивается центральное значение способности вербального отчета о содержании состояний сознания. Вместе с тем как система ГРП, так и механизм метапознания обладают и другими функциями. Так, в пределах рабочего пространства (также известного как рабочая память) глобально транслируемые репрезентации собираются таким образом, что с ними могут производиться когнитивные операции. В свою очередь, ме-такогнитивный параметр оценки точности репрезентаций играет важнейшую роль на всех уровнях когнитивной иерархии в вычислениях, производимых на основе этих репрезентаций.
Основная гипотеза авторов заключается в том, что производимая в рамках рабочего пространства когнитивная работа нуждается в метапознании. «Метакогнитивные параметры, как, например, чувство уверенности, делают возможным вычисление общей
метрики, для того чтобы информация из многих различных источников могла быть прямо сопоставлена и объединена» [с. 562]. Сравнение или объединение репрезентаций в рабочем пространстве позволяют принимать решения и производить рассуждения для планирования действий. Однако, например, осуществление сознательных рассуждений требует оценки точности единиц информации. Соответственно, авторы утверждают, что эффективная работа системы ГРП зависит от механизма метапознания. Если это верно, то репрезентации в ГРП должны обладать метакогнитивным содержанием.
Развиваемая авторами идея касается отношений между сознанием, глобально транслируемыми репрезентациями, рабочей памятью и метапознанием. С их точки зрения, сознание в виде механизма глобальной трансляции представляет собой входные ворота (gateway) разновидности рабочей памяти, обеспечивающей сравнение и манипуляцию репрезентациями. Авторы представляют простую модель, в рамках которой предполагают наличие трех типов процессов. Первый тип - это входные процессы, к которым относится выбор репрезентаций в специфических сенсорных системах и их передача в ГРП в чрезвычайно сжатой форме. Второй тип - это процессы объединения и манипуляции репрезентациями в пределах ГРП, для того чтобы агент мог делать выводы и принимать решения. Третий тип процессов, по авторам, заключает в себе использование репрезентаций из ГРП для руководства действиями (включая вербальный отчет) посредством специфических эффек-торных систем. С каждым из этих трех процессов связаны определенные решения, поэтому метакогнитивные параметры, такие как оценка точности, играют ключевую роль для каждого из них.
Авторы представляют свой основной аргумент как функциональный аргумент. По их мнению, как работа индивидуальных процессов познания (манипуляция репрезентациями в ГРП агента), так и совместное принятие решений требуют оценки точности информации. Если процессы манипуляции репрезентациями в ГРП полагаются на метакогнитивные механизмы оценки точности, то глобально транслируемые репрезентации должны нести в себе информацию как об определенном аспекте мира, так и о степени своей собственной точности.
Рабочее пространство собирает разрозненные репрезентации воедино, для того чтобы с ними могли производиться когнитивные операции. Несогласующиеся репрезентации вытесняют друг друга из ГРП, тогда как согласующиеся репрезентации поддерживают друг друга, им необходимо общее средство взаимодействия (common currency). Одна из возможностей заключается в использовании безмасштабных (нормализованных) репрезентаций. При этом такого рода репрезентации оказываются непригодными для специализированных сенсорно-моторных систем. Например, для того чтобы протянуть руку к объекту и взять его, нужна точная репрезентация пространственного масштаба в эгоцентрических координатах. Рабочая память, в противоположность, оперирует пространственными репрезентациями в аллоцентрических координатах. Аллоцентрические репрезентации дают общий формат представления пространства, независимый от конкретного места нахождения агента и поэтому непригодный для движения к объектам. Это подтверждают исследования пациентов со зрительной агнозией и оптической атаксией. Первые способны дотянуться до объекта в текущий момент времени, однако испытывают проблемы, когда нужно задействовать рабочую память. Вторые не в состоянии дотянуться до объекта в текущий момент времени, но могут выполнить задачу после определенной паузы.
Согласно выдвинутой авторами гипотезе, каждая репрезентация, которая может стать объектом когнитивных манипуляций в ГРП, должна обладать метакогнитивным компонентом. Поскольку имеются свидетельства того, что некоторые бессознательные репрезентации сопровождает оценка точности, их предположение состоит в том, что метапознание всегда присутствует в ГРП и иногда - за его пределами. Хотя данное предсказание сложнее проверить эмпирически, нежели утверждение, что метапознание характеризует исключительно обработку в пределах ГРП, в его пользу свидетельствуют три важных эмпирических источника.
Первый источник - это эксплицитные отчеты об уровне уверенности. Так, если репрезентации в рабочей памяти несут в себе метакогнитивный компонент, можно ожидать, что уровни уверенности в заданиях для рабочей памяти будут, по крайней мере в некоторой степени, соответствовать способности выполнить эти задания. Это подтверждается исследованиями зрительной рабочей
памяти, в соответствии с которыми репрезентации в рабочей памяти содержат больше, чем просто точечную оценку. Из того обстоятельства, что перцепты несут в себе информацию об определенности или неопределенности, которая находит отображение в вербальных отчетах субъектов, не следует, что уровень уверенности безошибочно отражает точность перцептов. Отчеты об уровне уверенности представляют собой всего-навсего несовершенную меру точности восприятия.
Вторым источником свидетельств в пользу выдвинутого авторами предсказания являются исследования отношений между уверенностью и когнитивной нагрузкой (cognitive load). Именно с помощью увеличения нагрузки на рабочую память можно определить, находится ли параметр уверенности в пределах ГРП. Известно, что дополнительная когнитивная нагрузка на рабочую память во время выполнения задания снижает точность кодирования информации в ней. Соответственно, если параметр уверенности присутствует в ГРП, он должен снизиться при условии возросшей нагрузки. В соответствии с этим предсказанием в экспериментах было показано, что работа метапознания во время выполнения перцептивных задач затрудняется, если при этом необходимо манипулировать информацией в параллельном задании.
Третьим источником свидетельств выступают исследования феномена автоматического обнаружения ошибок с помощью ЭЭГ. Эти исследования показывают, что метакогнитивный компонент сопровождает репрезентации в ГРП не только тогда, когда субъекты сами производят суждения об уверенности. В их основе лежит метод регистрации так называемых связанных с ошибкой негативных сигналов (error-related negativity signal), проявляющихся спустя приблизительно 100 мсек после некорректного ответа. Важно, что при условии сознательного восприятия релевантных стимулов данные сигналы регистрируются, даже если субъектов не просили делать суждения об уровне уверенности. Автоматическое порождение негативных сигналов говорит о том, что запускающие их метакогнитивные операции «всегда имеют место, когда отклик основан на сознаваемых стимулах» [с. 568].
В заключение авторы указывают на возможные дальнейшие пути изучения отношения между метапознанием и обработкой в ГРП. Например, не так давно был достигнут большой прогресс в
обучении испытуемых контролю паттернов их мозговой активности с помощью декодированной нейронной обратной связи. Этот метод можно использовать для того, чтобы непосредственно воздействовать на уровень уверенности, связанный с репрезентациями в ГРП. Применяя этот метод в рамках различных экспериментов, можно было бы получить доказательства того, что механизм метапознания является общим для всех репрезентаций в пределах ГРП. Авторы отмечают, что их исследование «помогает лучше понять не только природу ГРП, но и репрезентации, которые оно глобально транслирует» [с. 569]. Это приближает ученых к разгадке характера сознания.
М.А. Сущин
2020.01.008. ЦИХИ Р.М., КАЙЗЕР Д. ГЛУБИННЫЕ НЕЙРОННЫЕ СЕТИ КАК НАУЧНЫЕ МОДЕЛИ.
CICHY R.M., KAISER D. Deep neural networks as scientific models // Trends in cognitive sciences. - 2019. - Vol. 23, N 4. - P. 305-317. -DOI: https://doi.org/10.1016/j.tics.2019.01.009.
Ключевые слова: философия науки; когнитивная наука; глубинные нейронные сети; искусственный интеллект; объяснение; предсказание; исследование.
Авторы из Германии, когнитивные ученые, с позиций философии науки обсуждают возможность использования глубинных нейронных сетей (ГНС) в качестве моделей в когнитивной науке.
Обретшие с недавних пор значительную популярность ГНС представляют собой вычислительные алгоритмы, позволившие компьютерам решать когнитивные задачи в реальном мире, которые долгое время были не по зубам системам искусственного интеллекта (ИИ), но с которыми легко справляются люди: распознавание образов, обработка естественного языка, планирование и т.д. В последние несколько лет ГНС произвели революцию сначала в области компьютерного зрения, а затем и в других областях - обработки естественного языка, контроля и планирования (в играх Atari и го), а также в области изучения пространственного ориентирования (нахождение кратчайшего маршрута на карте метро).
Как отмечают авторы, несмотря на то что изначально ГНС были созданы для решения прикладных и инженерных задач, их
