UNIVERSITATEA TITU MAIORESCU

Facultatea de Psihologie

Departamentul de nvmnt la distan

MODUL:PSIHOLOGIE COGNITIVTUTORE: Conf. univ. dr. DANIELA DUMITRU 2014 - CUPRINS

3CUPRINS

4INTRODUCERE

10UNITATEA 1. Introducere. Bazele psihologiei cognitive

18UNITATEA 2. Nivelurile de analiz ale sistemului cognitiv

26UNITATEA 3. Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasic simbolic i paradigma neoconexionist

40UNITATEA 4. Procesarea informaiei vizuale

54UNITATEA 5. Mecanismul ateniei

64UNITATEA 6. Limbajul

78UNITATEA 7. Memoria

90UNITATEA 8. Raionarea i luarea de decizii

132Test de autoevaluare final

136Bibliografie selectiv:

INTRODUCERE1. Scopul i obiectivele disciplinei

Materialul de studiu este adresat studenilor din anul II de studiu ce urmeaz cursurile ID ale Facultii de Psihologie.

Scopul cursul este acela de a prezenta conceptele de baz cu care opereaz psihologia cognitiv, precum i problematicii acesteia.

Obiective generale

1. Familiarizarea cu conceptele i problematica psihologiei cognitive.

2. Analiza i explorarea cadrului conceptual al psihologiei cognitive.

Obiective specifice

1. nelegerea conceptelor cheie ale fiecrei teme din psihologia cognitiv.

2. Achiziionarea conceptelor specifice psihologiei cognitive.

3. Familiarizarea cu lucrrile autorilor importani ai domeniului.

4. Evidenierea punctelor tari i punctelor slabe ale fiecrei teorii prezentate.

5. Iniierea unor dezbateri pe baza temelor prezentate la curs.

6. Scrierea de eseuri scurte pe teme propuse la curs sau la alegerea studenilor, n care acetia s trateze i s explice concepte cheie, teme importante i/sau controversate, s explice puncte de vedere personale cu privire la anumite teorii i idei prezentate.2. Cerine preliminare

Se impune ca studentul s-i fi nsuit, cel puin la nivel mediu, conceptele de baz ale disciplinelor psihologie general, partea despre mecanismele cognitive, i neuropsihologie, concepte precum procesele psihice, structura psihicului, teorii generale ale psihologiei, neurobiologia i funcionarea creierului.3. Coninutul materialului de studiu. Organizarea pe uniti de studiuMaterialul de studiu cuprinde informaii referitoare la obiectul de studiu al disciplinei, precum i despre principalele concepte ale psihologiei cognitive.

Unitate de studiu 1: Introducere n psihologia cognitivAceast prim unitate de studiu asigur o introducere general n problematica psihologiei cognitive. Psihologia cognitiv este un domeniu nou, pluridisciplinar, de generaie nou, aflat n plin expansiune i n plin dezvoltare, apelnd n primul rnd la cercetri experimentale. Aflat ntre simularea i implementarea pe calculator a funciilor cognitive umane i plauzibilitatea neuropsihologic i comportamental a teoriilor susinute i cercetate, psihologia cognitiv trebuie s fac fa tuturor criticilor i provocrilor. nceputurile sale se afl n anii 50, odat cu publicarea a trei lucrari capitale (H.A. Simon i A. Newell - prima demonstraie pe calculator a unei teoreme logice (Logic Theory Machine), N. Chomsky - Three Models of Language, G. Miller - The Magical number seven, plus or minus two.) Cel care consacr termenul de psihologie cognitiv este Ulric Neisser, care public n 1967 o carte cu acelai titlu.

Unitate de studiu 2: Nivelurile de analiz ale sistemului cognitivn aceast unitate am analizm sistemul cognitiv, orice sistem, din punctul de vedere al nivelurilor sale, nivelul cunotinelor, nivelul algoritmic-reprezentaional, nivelul computaional i nivelul cunotinelor.Unitate de studiu 3: Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasic simbolic i paradigma neoconexionistPrincipalele metafore explicative prezente n psihologia cognitiv sunt: metafora calculatorului i metafora creierului. Acestea sunt asociate cu dou paradigme fundamentale: paradigma simbolic(numit i clasic-simbolic) i paradigma conexionist (numit i neo-conexionist). Teza principal a paradigmei clasice-simbolice din psihologia cognitiv este aceea potrivit creia cunotinele sunt reprezentate n sistemul cognitiv prin simboluri sau structuri simbolice. Conform metaforei calculatorului, sistemul cognitiv al oamenilor poate fi neles cel mai bine prin analogie cu un cadru de procesare a informaiei. Paradigma (neo)conexionist, cunoscut i sub denumirea de paradigma procesrilor paralele distribuite (PDP) sau modelare neuronal pornete de la ideea c activitatea cognitiv poate fi explicat pe baza unor modele de inspiraie neuronal. Conform metaforei creierului, cogniia uman este cel mai bine neleas n termeni ai proprietilor creierului.Unitate de studiu 4: Procesarea vizualCea mai mare parte a informaiilor despre mediul n care trim este obinut prin intermediul vzului. Circa jumtate din suprafaa neocortexului este implicat n procesarea informaiei vizuale. Procesarea informaiei vizuale la nivel computaional se mparte n dou mari stadii: procesare primar i procesare secundar. Procesarea primar cuprinde prelucrrile preatenionale care au ca rezultat reprezentarea, n sistemul cognitiv, a caracteristicilor fizice ale stimulului. Ele realizeaz separarea stimulului de fond, ne arat unde anume este acesta, nu ce anume este. Procesarea secundar vizeaz mecanismele implicate n recunoaterea figurii i obiectelor. Ele au ca input rezultatele procesrilor primare i ca output imaginea tridimesional a unui obiect.Unitate de studiu 5: Mecanismul ateniei Conform modelului lui Broadbent, output-ul informaional din sistemul perceptiv ntlnete un filtru, care lsa s treac numai informaia la care oamenii acord atenie. Treisman (1969) a atribuit un nou rol filtrului lui Broadbent. n loc s blocheze toate mesajele ce vin i sunt incompatibile cu stimulul cruia i se acord atenie, filtrul atenuant conceput de aceast autoare slbete mesajul incompatibil. Resursele de atenie sunt considerate prin definiie a fi limitate. Se pune problema dac aceste resurse sunt centrale (la ele apeleaz toate sarcinile) sau multiple (sunt specifice n funcie de modalitile senzoriale).Unitate de studiu 6: LimbajulExist mai multe teorii care explic recunoaterea limbajului, cele mai cunoscute fiind teoria motorie, modelul cohortelor, modelul trace. De asemenea, vom explica teoriile care privesc nelegerea i producerea limbajului.Unitate de studiu 7: MemoriaPrezentm dou model de descriere a memoriei: modelul etajat i modelul unitar al meoriei. Modelele derivate din teoria informaiei concep memoria ca fiind compus din mai multe depozite. Aceste modele au asumat c memoria pe termen scurt (MTS) i memoria pe termen lung (MTL) sunt structuri calitativ diferite, informaia mai nti intrnd n MTS i apoi fiind transferat n MTL. Acesta este modelul etajat al memoriei. Modelul unitar vede memoria ca fiind un singur bloc, din care sunt temporat activate informaiile necesare funcionrii. Unitate de studiu 8: Luare de decizii i rezolvarea de probleme

Prezentm teoriile lurii deciziilor, euristicile i biasurile implicate n acest proces i de ce apar ele. 4. Recomandri de studiuSe impune ca studentul s parcurg fiecare unitate de studiu respectnd timpul alocat calendarului disciplinei, modului de abordare a testelor de autoevaluare, a sarcinilor de nvare.

Pentru nsuirea conceptelor de baz ale disciplinei i nelegerea informaiilor prezentate n fiecare unitate de studiu este obligatoriu ca studentul s consulte bibliografia i s respecte indicaiile rubricii cunotine preliminare.Fiecare unitate de studiu atinge urmtoarele aspecte: obiective, cunotine preliminarii, resurse necesare i recomandri de studiu, durata medie de parcurgere a unitii, subiectele teoretice aferente acesteia, un rezumat, cuvinte cheie, teste de autoevaluare i concluzii.

Fiecare dintre aceste subpuncte sunt semnalizate n text prin intermediul unor pictograme. n continuare, prezentm un tabel cu principalele pictograme utilizate in text:

OBIECTIVE

CUNOTINE PRELIMINARE

RESURSE BIBLIOGRAFICE

DURATA MEDIE DE PARCURGERE A UNITII DE STUDIU

EXPUNEREA TEORIEI AFERENTE UNITII

REZUMAT

CUVINTE CHEIE

TESTE DE AUTOEVALUARE

RSPUNS CORECT

CONCLUZII

5. Recomandri de evaluareDup parcurgerea fiecrei uniti de studiu se impune rezolvarea sarcinilor de nvare, ce presupun studiu individual, dar i a celor de autoevaluare.

Activitile de evaluare condiioneaz nivelul nivelul de dobndire a competenelor specificate prin obiectivele disciplinei.

n ceea ce privete evaluarea final, se va realiza printr-un examen, planificat conform calendarului disciplinei. Examenul const n rezolvarea unei probe de tip gril sau redactarea unui eseu pe o tem dat.

6. Test de evaluare iniial

1. Care sunt mecanismele cognitive i care este ierarhia lor? 2. Gnditi-v la ceea ce ai aflat la cursul de neuropsihologie. Alegei un subiect favorit. Scriei un eseu de jumtate de pagin despre acel subiect. UNITATEA 1. Introducere. Bazele psihologiei cognitiveObiective11

Cunotine preliminarii11

Resurse necesare i recomandri de studiu11

Durat medie de parcurgere a unitii11

Introducere. Bazele psihologiei cognitive12

Rezumat15

Cuvinte cheie16

Teste de autoevaluare16

Concluzii17

Obiective

La sfritul parcurgerii acestei uniti, studenii vor fi capabili s:

- Le fie familiare problematica i specificul domeniului psihologiei cognitive.- Sublinieze momentele importante din istoria scurt a apariiei psihologiei cognitive.

- Evidenieze criticile i meritele acestui domeniu. Cunotine preliminariiPsihologie general (mecanismele cognitive), introducere n filosofie/logic, informatic. Resurse necesare i recomandri de studiu

Resurse bibliografice obligatorii: 1. Miclea, M., (1997 sau 2000), Psihologie cognitiv, Polirom, Iai. 2. Zlate, M., (1999), Psihologia mecanismelor cognitive, Polirom, Iai. Durata medie de parcurgere a unitii de studiu

Este de dou ore. Psihologia cognitiv a devenit un domeniu aplicat al psihologiei, cu puternice legturi n tiinele cognitive, tehnologia informaiei, inteligena artificial, cibernetic, logic, teoria limbajului, neurotiine, toate aceste domenii fiind la rndul lor unele compozite i interdisciplinare, conectate cu alte domenii practice (inginerie, construcie i design).

n felul acesta, psihologia cognitiv i circumscrie aria cercetrilor ntr-un univers de discurs foarte larg i divers, crendu-i un limbaj propriu i diferit de restul disciplinelor psihologice ortodoxe. Tehnicitatea caracteristic acestui domeniu poate surprinde la nceput pe studenii care urmez acest curs. Poate fi numit psihologie cibernetic sau psihologia ca un calculator, deoarece similartile ntre tehnologia informaiei i modul n care aceast ramur a psihologie descrie psihicul uman sunt izbitoare, imposibil de digerat de studentul ortodox la psihologie care tie c psihicul este uman i nu main.Psihologia cognitiv abordeaz teme despre sistemul cognitiv uman (percepia, gndirea, memoria, limbajul, etc.) i despre subsistemele sale. Sistemul cognitiv este vzut ca fiind un sistem de prelucrare, de procesare a informaiei, de transformare a input-ului senzorial n output-ul motor sau comportamental. La fel ca i un calculator, psihicul are intrri i ieiri, stimul i rspuns. Aa este, seamn cu behaviorismul.Abordarea i explicarea tuturor fenomenelor psihice din perspectiva mecanismelor informaionale pe care le includ i de care depind n desfurarea lor este abordarea care delimiteaz psihologia cognitiv de alte ramuri ale psihologiei. Psihologia cognitiv dorete s surprind imaginea sistemului psihic uman ca sistem capabil de schimburi informaionale cu mediul nconjurtor, capabil de a transforma informaia n funcie de propriile reguli i de configuraia propriilor subsisteme de procesare, capabil de autoreglare i control (de unde i legtura stns cu cibernetica), sistem capabil de rspuns adaptat la constrngerile mediului.

nceputurile psihologiei cognitive pot fi plasate la mijlocul secolului trecut, dup cel de-al doilea rzboi mondial, cnd logica matematic, ciberetica i teoria informaiei au aprut n for n peisajul tiinific internaional. Efortul de a formaliza logica astfel nct s fie posibil manipularea simbolurilor pe baza unor reguli sintactice generale i recursive, duce la definirea calculabilitii i a computaiei.

Alturi de teora informaiei i logica matematic i simbolic, curentele psihologice ale cror idei i cercetri psihologia cognitiv le-a integrat sunt asociaionismul, gestaltismul, behaviorismul i constructivismul piagetian.

Instrumentarul metodologic folosit n cercetare conine metoda experimentului ca metod predilect, la care se adaug modelarea-formalizarea-simularea pe calculator.

Chiar dac acest domeniu se delimiteaz i se definete n anii 50, mugurii teoretici ai tiinelor cognitive se gsesc la Aristotel (creatorul logicii), mai apoi la Descartes prin celebrele sale dubitaii i prin faptul c plasez singura realitate cert n cogito, cert este c noi suntem fiine cugettoare, gndim, restul (realitatea exterioar, corpul nostru) fiind nesigur, iluzoriu, himeric.n cel de-al doilea rzboi mondial, Alan Turing, logician i matematican care a lucrat la spargerea codurilor germane, construiete maina Turing, main teoretic cu computabilitate universal. El a demonstrat c o main poate rezolva orice calcul matematic, atta timp ct acesta este reprezentat algoritmic. Maina lui Turing este printele tuturor calculatoarelor de astzi (s adugm i tabletele). Turing a dat i soluia evalurii inteligenei unui sistem artificial: dac un sistem d un rspuns unui observator extern i acesta nu se deosebete de rspunsul pe care le-ar fi dat un subiect uman, atunci el este considerat inteligent.n 1956 se conturaser dou grupuri de cercetare a mecanismelor de procesare a informaiilor: unul la MIT i cellalt la Carnegie-Mellon. n toamna aceluiai an, MIT organizeaz un simpozion, iar n ultima zi, 12 septembrie, considerat i ziua de natere a tiinelor cognitive, au fost prezentate trei comunicri de referin: H.A. Simon i A. Newell prezint prima demonstraie pe calculator a unei teoreme logice (Logic Theory Machine), N. Chomsky prezint Three Models of Language, iniiind lingvistica teoretic, G. Miller prezint ntr-o form preliminar celebrul su studiu The Magical Number Seven, Plus or Minus two. Dar cel care va consacra termenul de psihologie cognitiv este Ulric Neisser, care public n 1967 o carte cu acelai titlu.

Fundaia Alfred P. Sloan a contribuit definitiv la avntul pe care tiinele cognitive l-au luat prin acordare de granturi de cercetare n valoare de sute de milioane de dolari la mijlocul anilor 70. Muli cercettori i-au schimbat radical programul pentru a putea accesa aceste fonduri.

n 1978 se prezint primul raport de cercetare ctre Fundaia Sloan, care mai este cunoscut i sub numele de raportul SOAP (State of the Art Paper). n acest raport se spune: existena domeniului nostru de cercetare este determinat de existena unui obiectiv comun: descoperirea capacitilor computaionale i de reprezentare ale psihicului precum i ale proieciilor lor structurale i funcionale n creier. Prin aceast declaraie de independen se stipuleaz c tiinele cognitive studiaz sistemele cognitive naturale sau artificiale, cutnd explicaii pentru modul de tratare a informaiei n aceste sisteme din punct de vedere al calculelor i reprezentrii acesteia i din punct de vedere a implementrii acestor operaii n diferite medii fizice disponibile la un moment dat.

Psihologia cognitiv devine parte component a tiinelor cognitive. Din aceast familie mai fac parte: filosofia (epistemologia, logica filosofic, filosofia analitic), lingvistica (lingvistica teoretic), neurotiine (neurotiina cognitiv), antropologia (antroplogia cultural). Domeniile enunate nu particip la tiinele cognitive cu toat extensiunea domeniului lor, ci doar cu anumite ramuri i dezvoltri interdisciplinare pe care l-am enumerat n parantez.

Psihologia cognitiv este supus unei duble presiuni, ceea ce i confer i un caracter bicefal. Presiunile de sus n jos, dinspre inteligena artificial i cere psihologiei cognitive s ofere modele formalizate i implementabile pe calculator. Presiunile de jos n sus, dinspre neurotiine solicit psihologiei cognitive s construiasc modele valide, relevante i de predictibilitate pentru comportamentul uman.

Noul domeniu are ns i critici. Trei categorii de critici s-au conturat de-a lungul timpului:

1. Lipsa de plauzibilitate neuronal a modelelor cognitive sau lipsa de validitate ecologic. Adic, aceti critici consider c este foarte dificil s gsim la nivel neuronal corespondentul diverselor procese sau reguli de funcionare ale sistemului cognitiv descrise n diferite modelri teoretice sau practice cognitiviste. De exemplu, unde se gsesc regulile de producere (sau operaiile) de tipul dac....atunci. Sistemul cognitiv are patru nivele de analiz, nivelul semnatic, nivelul algoritmic-reprezentaional, nivelul implementaional i nivelul computaional. Aceti critici confund nivelurile de analiz a sistemului cognitiv cernd o analiz la nivel implementaional a unei entiti aflate la nivelul computaional. n plus, majoritatea modelelor cognitive iau n consideraie datele oferite de neurotiine, mai ales dac vorbim despre paradigma neoconexionist.

2. Criticile din partea behavioritilor. Este criticat metodologia folosit de cognitiviti pentru a obine rezultate n urma ceretrilor, mai ales modelarea i simularea pe calculator. De asemenea, behavioritii pun la ndoial i capacitatea unor factori cognitivi de a influena comportamentul. Aceste critici au sczut n ultimii ani, deoarece multe dintre rezultatele experimentale ale behaviorismului au fost preluate de ctre psihologia cognitiv, dar i behavioritii se regsesc teoretic n modelrile conexioniste ale sistemului cognitiv.

3. Un alt gen de critici, dar mult mai puin argumentate, pretind c psihologia cognitiv este o mod, un curent care va disprea curnd. Acestor critici putem rspunde c atta timp ct psihicul rmne un sistem informaional, tot atta timp va supravieui i psihologia cognitiv. i psihicul va rmne pentru o perioad lung aa (!), pentru c este un sistem care lucreaz cu informaia.Ceea ce poate s fac psihologia cognitiv este c poate descrie n mod universal capacitile computaionale, de prelucrare a informaiilor i de rspuns la stimulrile mediului fr a considera doar subiecii umani. Astfel, posibilitatea nelegerii structurilor cognitive interne i comunicarea cu subieci infraumani sunt deschise de teoria psihologic cognitiv. Prelucrarea informaiei modelat i formalizat n teoria tiinelor cognitive i n psihologia cognitiv ne ofer o perspectiv lrgit asupra vieii n general, nu doar asupra speciei noastre. Toate organismele, pentru a supravieui, trebuie s aib un sistem de prelucrare a informaiei exterioare i de concepere a unui rspuns adaptativ. tiinele cognitive ofer o astfel de viziune, de a nelege i ali subieci i de a gndi dincolo de propria noastr umanitate. Rezumat

Psihologia cognitiv este un domeniu nou, pluridisciplinar, de generaie nou, aflat n plin expansiune i n plin dezvoltare, apelnd n primul rnd la cercetri experimentale. Aflat ntre simularea i implementarea pe calculator a funciilor cognitive umane i plauzibilitatea neuropsihologic i comportamental a teoriilor susinute i cercetate, psihologia cognitiv trebuie s fac fa tuturor criticilor i provocrilor. nceputurile sale se afl n anii 50, odat cu publicarea a trei lucrari capitale (H.A. Simon i A. Newell - prima demonstraie pe calculator a unei teoreme logice (Logic Theory Machine), N. Chomsky - Three Models of Language, G. Miller - The Magical number seven, plus or minus two.) Cel care consacr termenul de psihologie cognitiv este Ulric Neisser, care public n 1967 o carte cu acelai titlu. Cuvinte cheie

tiine cognitive. Psihologie cognitiv. Teste de autoevaluare 1. Care este metoda predilect de cercetare a psihicului n cadrul psihologiei cognitive? (pg. 12)(A) metoda experimentului.

(B) metoda simulrii pe calculator.

(C) metoda studiului corelaional.

(D) metoda investigrii pe baz de chestionar.Rspuns corect: A2. Obiectivul de cercetare al psihologiei cognitive este (p. 11): (A) Studierea capacitilor de calcul, reprezentarea i aciune ale psihicului.

(B) Studierea capacitilor analitice i reprezentaionale ale psihicului precum i studirea creierului, structural i funcional.

(C) Studirea capacitilor de reprezentare i de proiectare ale psihicului, funcionarea i capacitatea creierului.

(D) Studierea capacitilor computaionale i de reprezentare ale psihicului precum i ale proieciilor lor structurale i funcionale n creier.Rspuns corect: D

3. Care sunt criticile aduse de behavioriti psihologiei cognitive? (p. 14)

4. Ce curente psihologice au contribuit la apariia psihologiei cognitive? (p. 12)5. Prezentai ce se nelege prin dubla presiune (p.13).

ConcluziiDomeniul psihologiei cognitive este robust, puternic, fundamentat pe cercetri experimentale, fiind unul dintre domeniile cu o promitoare dezvoltare viitoare.UNITATEA 2. Nivelurile de analiz ale sistemului cognitivObiective19

Cunotine preliminarii19

Resurse necesare i recomandri de studiu19

Durat medie de parcurgere a unitii19

Nivelurile de analiz ale sistemului cognitiv20

Rezumat24

Cuvinte cheie25

Teste de autoevaluare25

Concluzii25

Obiective

La sfritul acestei prelegeri, studentul va putea :

Aib o alt pespectiv asupra sistemului cognitiv; S neleag c un sistem cognitiv poate fi analizat din punctul de vedere a celor patru nivele; S utilizeze noile informaii pentru a nelege perspectiva cognitivist asupra psihicului. Cunotine preliminarii

Psihologie general mecanismele cognitive. Resurse necesare i recomandri de studiu.Resurse bibliografice obligatorii: 1. Miclea, M., (1997 sau 2000), Psihologie cognitiv, Polirom, Iai.

2. Zlate, M., (1999), Psihologia mecanismelor cognitive, Polirom, Iai. Durata medie de parcurgere a unitii de studiuEste de dou ore.

Prelegerea care urmeaz va aborda una dintre temele importante n psihologia cognitiv, avnd ca scop prezentarea sistemului cognitiv ntr-o perspectiv nou.Definiia sistemului cognitiv

Un sistem cognitiv este orice sistem fizic care posed dou proprieti: de reprezentare i de calcul (Miclea, 1999, p. 26). Reformulnd putem spune c un sistem cognitiv este un sistem fizic care folosete informaie stocat n diferite forme / medii, energetice i/ sau chimice. Pn acum nu a fost demonstrat existena unui sistem cognitiv exclusiv informaional independent de o structur fizic. De exemplu, structura fizic de suport a psihicului este creierul.

Nu orice sistem fizic este i cognitiv, ci doar acela care are capaciti de reprezentare i de calcul.Reprezentarea

n psihologia cognitiv reprezentarea primete o definiie diferit de cea clasic i este considerat ca fiind o reflectare n mediul intern a realitii exterioare. Deci ea nu mai este circumscris senzorial aa cum era n psihologia clasic, o imagine schematic a unui obiect n absena acestuia. n acest sens se folosete termenul de imagine mental, reprezentarea fiind un termen cu o sfer mult mai larg, el referindu-se la toate informaiile care ajung n sistem i care sunt traduse n limbajul intern, propriu al sistemului n cauz. Aceast definiie a reprezentrii folosit n tinele cogitive este preluat din logica simbolic. Iat cum simbolizeaz (formalizeaz) A. Newell (1992) reprezentarea:

Lum un eveniment extern: variabila X se transform (T) n variabila Y. Rezult formula X-T-Y (adic variabila X se transform n variabilaY).

Reprezentarea evenimentului X-T-Y ntr-un mediu intern se realizeaz cnd o proiecie x a variabilei X i o proiecie t a lui T n acest mediu pot genera o variabil y care s corespund lui Y.

Important este ca s existe o relaie sistematic ntre variabilele externe i referentul lor intern. Adic, reprezentarea a ceva s corespund ntotdeauna cu acelai obiect sau eveniment din mediul extern (dar ele nu sunt identice, reprezentarea nu este o copie a realitii).

Reprezentrile coninute de un sistem cognitiv (orice sistem cognitiv) sunt simbolice (imagini, semne, coninuturi, etc.) sau subsimbolice (pattern-uri de activare ale reelelor neuronale, care nu sunt interpretabile semantic, nu au un neles). Nu va chinuii s nelegei. Vom reveni cnd vom vorbi despre paradigmele psihologiei cognitive.Proprietatea de calcul

Calculul este proprietatea sistemului cognitiv care const n manipularea reprezentrilor pe baza unor reguli.

Dac reprezentrile sunt simbolice, atunci avem reguli de manipulare a simbolurilor (de efectuare a operaiilor matematice, reguli gramaticale, sintactice, semantice, etc.), dac reprezentrile sunt subsimbolice, avem reguli de modificare a strilor de activare (regula Hebb, regula delta generalizat, etc., la care vom reveni n cele ce urmeaz). Corespunztor celor dou tipuri de reprezentri i reguli de manipulare ale lor vom avea dou tipuri de modelri (teorii) n tiinele cognitive: clasic-simbolice i neuromimetice. Analiza sistemului cognitiv

Orice sistem cognitiv este organizat n patru niveluri care care i definesc structura (Miclea, 2003, pp. 28-35):

1. nivelul cunotinelor;2. nivelul computaional;3. nivelul algoritmic-reprezentaional;4. nivelul implementaional.

Acestea nu sunt straturi sau etaje ale unui sistem cognitiv, ele sunt integrate i se afl la acelai nivel de execuie. Cu alte cuvinte informaia nu este transferat de la un nivel la altul pentru a fi procesat, cele patru niveluri fiind concomitente n timp i neierarhizate n funcie de importan.

Iat la ce se refer cele patru niveluri de analiz: Nivelul cunotinelor (semantic)

La acest nivel de descriere comportamentul sistemului cognitiv este neles pe baza volumului i naturii cunotinelor pe care le are, a scopurilor i inteniilor sale. Comportamentul unei peroane (sistem cognitiv) este dat de scopurile sale care sunt realizate folosindu-se de cunotinele pe care le are. Adic, o persoan rezolv o problem n funcie de ce tie (cineva spune ca ploaia de metorii este de la Dumnezeu pentru c a venit din cer, iar altcineva poate spune c ploaia de meteorii vine de la un meteorit mai mare care s-a apropiat de Pmnt prea mult i a fost atras de gravitaia lui, fiind apoi spart n buci mai mici prin frecarea cu atmosfera). Sursele cunotinelor sunt: experiena imediat sau de lung durat, enunurile problemelor pe care trebuie s le rezolve, deprinderi, socializarea, participare la o cultur, etc.

Cunotinele se mpart n cognitiv-penetrabile i cognitiv-impenetrabile. Comportamentele i mecanismele psihice care se modific n funcie de cunotinele pe care le are subiectul se numesc cognitiv-penetrabile (Pylyshyn, 1984, 1990).

Ex.: recunoaterea unei litere se face mai uor dac este prezentat ntr-un cuvnt dect dac este prezentat ntr-o combinaie de litere fr sens. Sau eu a face altceva n acest moment (a pleca, poate) dac mi s-ar spune c este o inundaie la etajul de deasupra slii de curs.Comportamentele care nu sunt influenate de cunotinele de care dispune un subiect se numesc cognitiv-impenetrabile (exemplu: extragerea contururilor unui obiect nu depinde de cunotinele; persoana va procesa contururile obiectelor n fiecare situaie la fel, va vedea de ficare dat contururi la fiecare obiect perceput).

Trebuie s mai facem o distincie referitoare la procesrile informaiei care se va dovedi util n cele ce urmeaz. Procesrile informaiilor de la palierele periferice ale sistemului cognitiv (dinspre analizatori: culoare, textur, contururi, micare, zgomote, etc.) spre cele centrale (semantice i funcionale: categoria din care face parte, semificaia pe care o are i funcia pe care o ndeplinete pentru subiectul n cauz, etc.) se numesc analiz ascendent (bottom-up analysis, data-driven processing).

Procesrile pe baza informaiilor deja deinute de sistem se numesc analiz descendent (top-down analysis, knowledge driven processing). Ex.: trsturile feei umane sunt mai uor recunoscute dac sunt plasate n contextul unei figuri umane. i un alt exemplu: cnd citim, procesm mai nti de jos n sus, forma literelor, contururile lor, gruparea lor spaial n cuvinte, apoi de sus n jos, descendent, pentru a nelege ce vedem apelm la cunotinele (la baza noastr de cunotine) de limba romn. Nivelul computaional

ntreg sistemul cognitiv se confrunt cu anumite sarcini, probleme pe care trebuie s le rezolve. Una dintre metodele de analiz a sistemului cognitiv este analiza sarcinii de rezolvat, adic descompunerea ei n componente i specificarea ficrui mecanism cognitiv implicat n rezolvarea acelei componente. Stabilirea exhaustiv a procesrilor la care sunt supuse datele problemei (input-ul) pentru a obine soluia (output-ul) este pincipalul scop al sistemului cognitiv la nivel computaional (Miclea, 2003, p. 30).

Exemplu: Analiza computaional a sistemului vizual: pe retin se proiecteaz o imagine bidimensional a obiectelor tridimensionale. Dar aceast imagine, proiecie, poate aparine unui numr infinit de obiecte tridimensionale. Sarcina sistemului este de a afla care obiect tridimensional a generat acea imagine bidimensional. La nivel computaional se identific ce mecanisme cognitive permit subiectului s recunoasc obiectul tridimensional (output-ul) ce a produs imaginea bidimensional, format dintr-o mulime de pixeli (input-ul). Aceast procesare se bazeaz de calculul adncimii folosind diparitatea binocular.

Sunt dou tipuri de prelucrri: modulare (nu pot fi influenate de cunotinele subiectului; ex. procesarea primar a informaiei vizuale), non-modulare (sunt influenate de ceea ce tie subiectul; ex. recunoaterea obiectelor).Nivelul algoritmic-reprezentaional

Analiza algoritmului care realizeaz funcia input-output i a modalitilor n care sunt reprezentate input-ul i outputul poart numele de nivel algoritmic-reprezentaional.

Algoritmul: o secven de calcule pe baza creia, printr-un numr finit de pai din datele de intrare, se obin datele de ieire.

Reprezentarea: modul de codare a input-ului (semantic, imagistic, serial, prin valori de activare, etc.). Un anumit tip de reprezentare poate favoriza un anumit algoritm.

Nivelul implementaional

Acesta este baza fizic a sistemului care realizeaz toate procesrile sistemului. Putem analiza sistemul cognitiv i din punctul de vedere a ceea ce se ntmpl la nivel fizic sau biochimic cnd au loc anumite operaii. Mai este numit i nivelul hardware. Rezumat n aceast unitate am analizat sistemul cognitiv, orice sistem, din punctul de vedere al nivelurilor sale, nivelul cunotinelor, nivelul algoritmic-reprezentaional, nivelul computaional i nivelul cunotinelor..

Cuvinte cheie

Sistem cognitiv, reprezentare, proprietatea de calcul, niveluri de analiz. Teste de autoevaluare

1. Explicai care sunt diferenele dintre nivelurile de analiz ale unui sistem cognitiv (pp. 18-21).

2. Explicai ce este proprietatea de calcul (p. 19).

3. Explicai care este diferena dintre simbolic i subsimbolic (p.19).

4. Ce este o reprezentare (p. 18)?5. Explicai ce nseamn cognitiv-penetrabil i cognitiv impenetrabil i ce importan au ele pentru un sistem cognitiv? (p. 20) ConcluziiDatorit faptului c cele patru niveluri de analiz sunt caracteristice oricrui sistem cognitiv, putem s spunem c un mare grad de abstractizare i formalizare a fost obinut, un avantaj pentru simulrile pe calculator i pentru implenetrile n domeniul inteligenei artificiale. UNITATEA 3. Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasic simbolic i paradigma neoconexionistObiective27

Cunotine preliminarii27

Resurse necesare i recomandri de studiu27

Durat medie de parcurgere a unitii27

Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasic simbolic i paradigma neoconexionist28

Rezumat38

Cuvinte cheie38

Teste de autoevaluare38

Concluzii39

Obiective

La sfritul acestei prelegeri, studentul va putea :

S neleag temele principale i fundamentele psihologiei cognitive; S aib o perspectiv nou asupra sistemului cognitiv uman; S compare i s neleag diferenele dintre cele dou paradigme. Cunotine preliminarii

Psihologie general mecanismele cognitive Resurse necesare i recomandri de studiuResurse bibliografice obligatorii:

1. Miclea, M., (1997 sau 2000), Psihologie cognitiv, Polirom, Iai.

2. Zlate, M., (1999), Psihologia mecanismelor cognitive, Polirom, Iai. Durata medie de parcurgere a unitii de studiuEste de 4 ore.

n psihologia cognitiv exist astzi dou modele de explicare i de raportare la sistemul cognitiv, numite paradigme (modelri): paradigma simbolic, numit i clasic sau computaional, i paradigma (neo)conexionist.

Paradigma simbolic, clasic sau computaionaln funcie de tipul reprezentrilor i de modalitile de tratare ale acestora putem identifica dou paradigme n care se discut despre sistemul cognitiv: paradigma clasic-simbolic i paradigma neoconexionist.

Paradigma clasic simbolic a orientat dezvoltarea psihologiei cognitive, ca i a tiinelor cognitive n general, fiind i prima, din punct de vedere cronologic. Ea pornete de la ideea c toate cunotinele i strile de lucruri sunt reprezentate n sistemul cognitiv prin simboluri sau structuri simbolice.

Simbolurile sunt reprezentri care denot obiecte sau stri de lucruri i se supun unor reguli de combinare, au o gramatic, care nu mai ine seama de cunotinele sau propoziiile a cror simbolizare sunt. De exemplu, p(q (p implic q sau dac p, atunci q). La origine a fost o situaie real de cauzalitate pe care copilul a observat-o n realitate, daca aprindem becul, atunci se face lumin. Sistemul reprezint sau simbolizeaz acest fapt n limbajul su propriu, s zicem c becul este p i q este lumina (n camer), iar implicaia, care este o relaie i nu are sens fr termenii si, este reprezentat prin sgeat. Dar dac observm, termenii pot fi nlocuii cu o infinitate de obiecte i relaia se pstreaz. Aa c aceast relaie este transferabil la o infinitate de situaii. De mici, copiii pot extrapola aceast relaie, imediat ce au prins nelesul. Prin urmare, aceast teorie poate explica cum funcioneaz mintea uman, ca structur simbolic i funcional. Abstractizarea i raiunea (procese psihice de nalt nivel) pot fi explicare ca manipulare de simboluri.Pentru a putea opera cu cunotinele, calculatorul, ca i creierul, trebuie ca mai nti s le codeze n structuri simbolice. Newell i Simon spun c sistemul cognitiv uman, ct i calculatorul, sunt sisteme fizico-simbolice. Fizice, deoarece sunt instaniate neurobiologic, i simbolice deoarece, pentru a putea opera cu informaia, sistemul o reprezint n forma unor simboluri sau expresii simbolice care se agreg dup nite reguli sau funcii. Apariia aceste teorii a fost susinut de succesele nregistrate de formalizarea logicii, de apariia gramaticilor generative i a lingvisticii teoretice care au dus la ideea c sistemul psihic uman este un sistem de manipulare a simbolurilor.

Aplicarea paradigmei simbolice clasice a fost susinut, n special, la explicarea proceselor cognitive centrale i n primul rnd la rezolvarea de probleme (stare iniial, stare final i blocul de operatori, care premite trecerea de la starea iniial la cea final).Cercettorii care opereaz n aceast paradigm urmresc s creeze programe pe calculator care s mimeze sau s simuleze aspecte ale funcionrii cognitive umane pentru a nelege cogniia uman. Aceasta se numete computational modelling. Spre deosebire de tiina computaional cognitiv, inteligena artificial implic construrirea de sisteme care produc rezultate (rspunsuri) inteligente, dar procesul implicat n tratarea de informaie poate s fie foarte diferit de cel folosit de oameni (vezi definiia sistemului inteligent al lui A.Turing).ncepnd cu acest model de explicare a sistemului cognitiv, putem vorbi despre metafora computerului cu privire la explicarea sistemului cognitiv uman.

Ea se numete clasic deoarece folosete idei dezvoltate n lucrrile unor filosofi cum ar fi Leibniz, Descartes (raionalismul continental) sau Hobbes, Locke, Hume (empirismul englez). Arhitecturile cognitive (AC)n cadrul realizrii unei arhitecturi cognitive accentul cade pe intraciunea dintre structuri.

Termenul de AC este mprumutat din inteligena artificial.OBS. Termenul de inteligen artificial (eng. artificial intelligence) desemneaz acea parte a tehnologiei informaiei care se ocup cu realizarea de structuri cognitive inteligente care nu au obligatoriu structur i asemnare cu cele umane. Modelarea pe calculator (eng. computer modelling) este implementarea pe calculator a funciilor i structurilor cognitive specific umane, pentru o mai bun nelegere a lor.AC sunt totalitatea mecanismelor, cognitiv impenetrabile (vezi Pylyshyn, 1984, 1990) necesare i suficiente pentru realizarea unui comportament inteligent (deci sunt comuter modelling).

Sunt aspecte ale sistemului cogitiv care rmn n cea mai mare parte invariabile de la un subiect la altul, la tipuri de sarcini i n timp.

La baza lor stau sistemele de producere i regulile de producere (production systems and production rules): condiionali i sisteme de condiionali de tipul dac...atunci.

Newell i Simon (1972) au fost primii care au relevat valoarea sistemelor de producere n rezolvarea de probleme.

Modelul ACT-R (Adaptative Control of Thought - Rational), pe care l propunem n contiuare pentru analiz, este dezvoltat de J.R. Anderson ntre anii 1993 to 2008. Site-ul oficial: http://act-r.psy.cmu.edu/.Este de inspiraie computaional i dezvolt un model general al funcionrii cognitive umane i a rezolvrii de probleme, n special.

Asumpiile (presupoziiile) majore ale teoriei ACT-R sunt:

1. Sistemul cognitiv are ase module care funcioneaz relativ independent unul de celelalte.

2. Patru sunt importante pentru cogniie i pentru rezolvarea de probleme:

- modulul de recuperare: conine indiciile sau cheile de accesare a informaiilor. Este localizat n cortexul prefrontal inferior ventrolateral.- modulul imagistic: transform problema n reprezentare vizual. Este situat n cortexul parietal posterior.- Modulul scopului: urmrete inteniile unui subiect i controleaz procesarea informaiilor. Este localizat n cortexul cingulat anterior.

- Modulul procedural: utilizeaz regulile de producere, daca...atunci, pentru a determina care va fi urmtoarea aciune ntreprins. Se afl n ganglionii bazali, n captul nucleului caudal.

- Celelalte module sunt: modulul motor i modulul vizual.3. ariile cerebrale corespunztoare celor patru module sunt activate n general de sarcini complexe, cu toate c fiecare este activat de factori realativi diferii.

4. fiecare modul are un buffer asociat lui, care conine o cantitate limitat de informaie.

5. cunoaterea uman poate fi redus la dou tipuri de reprezentri: declarative i procedurale.

Aceast arhitectur, implementat pe calculator, poate rula pe oricare calculator, adic poate rezolva probleme, dac se descarc codul-surs i calculatorul deine limbajul Common Lisp.

Exemple de alte arhitecturi:

4CAPS, dezvoltat laCarnegie Mellon Universitysub coordonarea luiMarcel A. Just ACT-R, dezvoltat deCarnegie Mellon Universitysub coordonarea luiJohn R. Anderson.

Apexdezvoltat deMichael FreedlaNASA Ames Research Center.

CHREST, dezvoltat deFernand GobetlaBrunel Universityi de Peter C. Lane laUniversity of Hertfordshire.

CLARIONthe cognitive architecture, dezvoltat deRon SunlaRensselaer Polytechnic Institutei la University of Missouri.

Copycat, al luiDouglas HofstadteriMelanie MitchelllaIndiana University.

DUAL, dezvoltat deNew Bulgarian Universitysub coordonarea luiBoicho Kokinov.

EPIC, dezvoltat de David E. Kieras and David E. Meyer laUniversity of Michigan.

FORRdezvoltat de Susan L. Epstein la The City University of New York.

GAIuS dezvoltat de Sevak Avakians.

CoJACKo arhitectur inspirat de ACT-R, JACK,un multi-sistem care adaug o arhitectur cognitiv pentru a simula n mediul virtual comportamente asemntoare cu cele umane.

PreAct, dezvoltat deDr. Norm Geddesla ASI.

PRODIGY, al lui Veloso et al.

PRS'Procedural Reasoning System', dezvoltat de Michael GeorgeffiAmy LanskylaSRI International.

Psi-Theorydezvoltat deDietrich DrnerlaOtto-Friedrich UniversitynBamberg,Germany.

R-CAST, dezvoltat dePennsylvania State University.

Soar, dezvoltat deAllen NewellandJohn LairdlaCarnegie Mellon Universityi la theUniversity of Michigan.

Society of mindand i succesoarea saEmotion machinedezvoltate deMarvin Minsky.

Subsumption architectures, dezvoltate deRodney Brooks(nc se dezbate dac sunt totui cognitive).

Paradigma (neo)conexionist

Este cunoscut i sub numele de paradigma procesrilor paralele distribuite sau de modelarea neuromimetic.

Pornete de la ideea c activitatea cognitiv poate fi explicat pe baza unor modele de inspiraie neuronal. Un sistem cognitiv este format dintr-o reea de neuroni formali (simplificai).

Primele ncercri de a pune n aplicare aceast idee au fost fcute n 1943 de Pitts si McCullogh. Rosenblatt (1958) a construit pe baza cercetrilor celor doi o reea neuromimetic cu dou niveluri numit perceptron.

n urma cercetrilor lui Minsky i Papert (1969) care demonstrau incapacitatea reelelor de tip perceptron de a calcula funcii logice simple: ca, de exemplu, sau (exclusiv), dezvoltarea n aceast direcie a fost abandonat.

n anii 80 ns, McClelland i Rumelhart public lucrarea Parellel Distributed Processing: Exploration in the Microstructure of Cognition (1986) i volumul 2, Psychological and Biological Models (1987). Dup aceast dat, renate conexionismul n forma pe care o cunoatem astzi, numit neoconexionism.

Spre deosebire de paradigma simbolic (ce considera cunoaterea ca o manipulare de simboluri), conexionismul susine c reprezentarea informaiei n sistemul cognitiv este const n activarea unor uniti simple (neuromimi) pe baza unor patternuri i valori de activare.

Prin urmare, sistemul cognitiv este o reea (neuromimetic, adic imit reeaua neuronal) n care informaia circul ntre unitile de procesare nu sub form de mesaje, ci sub form de valori de activare; sub form de scalari, nu de simboluri (D.A. Norman, 1986).

Reelele neuromimetice

Neoconexionismul susine o modelare a procesrii la nivelul algoritmic-reprezentaional (a se vedea cursul despre nivelurile de analiz ale sistemului cognitiv) printr-o reea neuromimetic.

Informaia este reprezentat la nivelul sistemului cognitiv uman prin valori i patternuri de activare ale unor uniti (neuromimi).

O reea neuromimetic este format din:

1. o mulime de uniti;

2. o stare de activare;

3. o regul de activare;

4. o funcie output;

5. un pattern de conexiuni ntre aceste uniti;

6. reguli de nvare;

7. un mediu (o ambian) n care opereaz reeaua. S le lum pe rnd pentru a le explica.Unitile

Se numesc uniti cognitive, neuroni formali sau noduri. Unitile au caracteristici asemntoare cu ale neuronilor: valoarea de activare i asocierea ntr-o reea. Valoarea de activare este notat printr-o cifr cuprins n intervalul -1, +1.

ntr-o reea sunt uniti de input (recepteaz i convertesc n valori de activare semnalele externe) i uniti de output (care transmit n mediu rspunsul reelei). Acestea sunt uniti vizibile pentru c pot fi accesate direct din mediul reelei.

ntre unitile vizibile de input i de output sunt interpuse uniti care nu pot fi accesate dect prin intermediul acestora. Acestea se numesc uniti ascunse.

Dac o reea este format din uniti vizibile (de input i de output), atunci ea se numete binivelar. Dac este format att din uniti vizibile, ct i din uniti ascunse, reeaua se numete multinivelar.

Neuromimii nu sunt interpretabili semantic, adic nu semnific lucruri, concepte, fapte (aa cum era n cazul simbolurilor). Spunem c reelele neuromimetice sunt semantic-opace. La fel se ntmpl i cu creierul, un neuron nu deine un concept sau un obiect sau o stare. Reeaua de neuroni cu totul poate deine aa ceva sau poate procesa un concept, o stare sau identifica un obiect, de aici i sintagma procesri paralel-distribuite. Reeaua proceseaz, nu doar un singur neuron / neuromim.Dac o atribuire a semnificaiei este totui fcut (artificial, de ctre creatorul reelei), putem distinge dou tipuri de reele:

1. Localizaionaliste, se consider c fiecare unitate este un concept. Aceasta este ns, o interpretare exterioar, ea nu este regsit implicit n reea.

2. Distributive, informaia este distribuit pe interaciunile dintre uniti (de exemplu, un concept sau o propoziie nu sunt reprezentate de o singur unitate, ci de patternul de conexiuni dintre mai multe uniti ale reelei). n acest caz, unitile sunt neinterpretabile semantic.

Strile de activare

Acestea sunt valori care definesc starea unei uniti la un moment dat. Sunt notate numeric, de la -1 la +1 (i nu numai, pot fi alese i alte intervale), astfel c o reea conexionist este o matrice de valori de activare (0.2, 0, 0,5).

Fiecare unitate are un rest de activare ca rezultat al stimulrilor trecute (ntocmai ca un neuron). Acest rest de activare face ca o reea neuomimetic s aib ca o caracteristic intrinsec un potenial de urm (ntocmai ca o reea neuronal), care face ca o unitate (un neuron) s rspund mai rapid n cazul n care i este solicitat un rspuns identic cu cel dintr-o faz anterioar.

Rata descreterii strii de activare se numete rata degradrii (decay rate), fiind o alt caracteristic intrinsec a unei reele neuromimetice, similar cu o reea neuronal.

Regula de activare

Este o funcie care stabilete modul n care se modific valoarea de activare a unitilor dintr-o reea. Modificarea valorii se face pe baza netinputului. Acesta este suma ponderat a valorilor de activare recepionate. Procesul este similar cu cel petrecut n reelele neuronale.

Funcia output

Stabilete relaia dintre valoarea de activare a unei uniti i outputul pe care ea l transmite altor uniti. n cazul unei reele conexioniste un programator poate stabili un prag al strii de activare sub care valoarea outputului este zero, iar deasupra acestui prag outputul este egal cu valoarea de activare. Gsim i n acest caz similariti cu reeaua neuronal.

Conexiunile

Nodurile, unitile unei reele sunt legate prin conexiuni. Cnd conexiunile sunt orientate ntr-o singur direcie de la unitile input spre unitile output, reeaua este unidimensional (feed-forward network). Dac conexiunile sunt reciproce, reeaua este interactiv.

Conexiunile, la fel ca n cazul cerierului, sunt excitative i inhibitive.

Ele sunt excitative cnd ponderea este pozitiv 0