Kognitionsdagen 2000 (2): Med människan i fokus
Arrangör: KVHIS Högskolan i Skövde 19/10 2000
Robert Pallbo, Tankar från ingenstans. "Intressen: Hur brus används i kognitiva processer: kollektiv intelligens, evolutionära system. Filosofie doktor i kognitionsvetenskap vid Lunds Universitet 1997. Robert har en bakgrund i datavetenskap och psykologi. Han har också jobbat med modeller baserade på forskning i neurologi. Det som genomsyrar Roberts forskning är nyttjandet av brus, eller slumpmässiga händelser, i olika system. Detta brus, menar han, ligger till grund för många av våra kognitiva förmågor. Numera är Robert universitetslektor på Institutionen för datavetenskap på Lunds Universitet där han ingår i en nybildad AI-grupp." (Programhäftet) Här följer ytterligare ett referat av en av de föreläsningar som ägde rum under Kognitionsdagen, nämligen Tankar från ingenstans.
Beteckningen brus (eng. noise) låter bättre än oljud. Det finns runt omkring oss, t.ex. från en TV-bild. Man kan mäta brus från en person som befinner sig i ett beckmörkt rum. Viktigast i detta sammanhang är dock bruset från hjärnan, både hos människor och djur. Vilken funktion har bruset i hjärncellerna? Det är alltså den frågan som fil dr Robert Pallbo har ställt i sin forskning. (I förbigående nämnde han att hjärnbruset dämpas genom en injektion.)
Ett viktigt område är inlärning: "Hur kan vi lära vad vi inte vet att vi inte kan?" Små barn lär sig ju språket omedvetet, för de vet inte om att de lär sig. De exponeras för språket i naturliga situationer och lär sig utan att veta hur. En medveten inlärningssituation är annorlunda, ty data skiljer sig då. En signal från omgivningen når hjärnan och det finns en central kontroll när någon (agenten) lär sig. Man kan ej skilja på subjekt och objekt -- i hjärnan är det samma sak! Man talar om s.k. knowing agents. För övrigt visades ett citat av Thomas av Aquino (omkring 1270), som var inne på liknande tankegångar.
R P hänvisade också till en bok av en psykolog, "Learning -- What is it?" S.k. instructive theory har bytts ut mot selective theory. Exempel: Evolution of species; Antibody formation in the immune system. -- En annan hänvisning: Platon (ca. 500 fKr.) talar om Menons dilemma: Man kan ej lära vad man redan vet. Man måste utgå från en erfarenhet, t.ex. när man vill lära sig årtal för kungar; då måste man ju först känna till kungarna i fråga. Platon skiljer generell kunskap från metakunskap, dvs. om tingens och tillvarons innersta väsen. Det är ett problem om vi ej vet vad vi skall leta efter. Men om vi vet är det ju ingen idé att leta. En utväg är att helt enkelt undvika den situationen.
Den biologiska evolutionen innebär att djurarterna exponeras för omgivningens strukturer, och varelserna lär sig därigenom hur de bäst skall kunna överleva. Det finns ingen skillnad mellan djuren och kunskapen om omgivningen -- det är faktiskt samma sak. Evolutionen sker med hjälp av nämnda brus. Det uppstår mutationer som leder till förändringar hos arterna. Bruset är positivt, för det medför något nytt. Jämför Bateson: "Noise is the only possible source of new patterns." Darwin kände samma dilemma som Menon: Djuren kan inte adaptera till omgivningen för de vet inte vad de kan adaptera till ("...they do not know what to adapt to.")
Path 1) Biological evolution escapes Darwin's dilemma; 2) Biological evolution is a knowledge process; 3) Thus evolution escapes Meno's dilemma; 4) Individual knowledge needs a faster source of variation; 5) Spontaneous neuronic activity provides this source; 6) The brain escapes Meno's dilemma. (( Grek. namnen återges något olika på eng. resp. sv. Eng. Plato= sv. Platon; så även Meno resp. Menon. Min anm.))
Den biologiska evolutionen söker ej, den finner variationer. Det är lätt att i efterhand konstruera lösningar på problem -- inte i förväg. Det är i vanliga fall inte tal om metakunskap. Men det råder delade meningar om kunskapsprocessen bland epistemologerna (kunskapsteoretikerna). Exempel: Hästens form "speglar" marken den rör sig på. Det var ursprungligen stäppmark för hästens del, i varje fall en hård yta, och därför är hovar lämpliga. Däremot speglar fiskens form vattnets dynamik. Så elimineras problemet med "att inte veta vad man letar efter." Djur liksom "suger upp" yttre påverkan. Etologen Konrad Lorentz såg fisken som ett "negativ" (negativ film) av vattnet. Om mycket snabba förändringar sker inom en art, under mindre än en generation, försvinner de. Stabila förändringar sträcker sig över många generationer. (Jämför punkterna ovan på eng.)
Varje individ uppvisar snabbare förändringar (punkt 4 ovan). Brus i hjärnan betyder en spontan aktivering av hjärncellerna under en mycket kort tidrymd, endast millisekunder (ej mikro dito). Men det räcker, fatän vi reagerar inte på millisekunder, dvs. vi registrerar dem ej. Inom evolutionär teori talas nu mer om selektion än om variation. Genom den senare genereras slumpvis nya varianter av djur. Det gäller en process som skapar alltmer komplexa arter genom mutationer. När det gäller självproducerande molekyler är det förstås inga problem. Emellertid har chimpansen utvecklats till en mycket komplex varelse via variationsmekanismen, vilken kan kallas evolutionens "stigfinnare". Lösningen är en mekanisk konstant. DNA-mutationer av molekyler är nämligen samma för alla djur, men effekterna blir olika,varför varianter uppstår. Den genetiska koden ändras ju. Är koden komplex inträder stora förändringar. Alltså: samma mekanism ger olika effekter.
Hjärnbrus leder till alltmer komplex kunskap. Evolutionsprocesser i hjärnan åstadkommer mycket fler komplexa strukturer -- det kända dilemmat undviks. Kunskap finns "därute", aktiv sådan kommer till oss -- letar inte! Omgivningen sköter resten och ger avtryck. Det som inte passar försvinner. Referens: G Lederman, Hjärnans arbete som evolutionsprocess. Variation > struktur; omgivning > struktur = selektion. (Evolutionsprocessen grovt och förenklat uttryckt.) Gammal struktur dödas, ny släpps fram. Variation > aktiv komponent; selektion genom omgivning leder till neural aktivitet i hjärnan. Variation > passiv komponent som når(?) neuronernas kopplingar i synapserna. Kopplingarna är mer eller mindre effektiva. Aktivitet och passivitet byter ständigt plats: antingen gäller det "revival" eller "retention".
En djurart består självfallet av många individer. Schematiskt illustreras den biologiska evolutionen hos individen i en genotyp som är summan av arvsanlagen hos en individ: a/p a/p a/p....a/p Hjärnevolutionen visar ett annat sätt fördistribution som är en bättre beskrivning av hjärnprocesser. 1) Neuronen: a a a....a. 2) Synapsen: p p p....p > s s s....s. (s=struktur) Det existerar således olkka möjligheter för evolutionsprocessen i hjärnan till skillnad från den biologiska processen. Hjärnans neutrala aktivitet motsvaras av aktiv komponent (variation). En "ny" hjärna exponeras -- via syn, hörsel osv. -- för omgivningens stimuli. Bruset råkar stödja eller sammanfalla med vissa delar av perceptionen.
visar ett projekt där rörelsedetektion ingår. Enkla strukturer i bruset "tolkas" av omgivningen. En tillräckligt stark och stabil stimulering betyder två aktiva kopplingar. Omgivningen präntar in enkla strukturer från början. Hjärnan lär sig dessa kopplingar där kunskap är inlagd. Komplexiteten växer hela tiden då den bygger på tidigare erfarenheter, på gammal kunskap -- om och om igen. Hjärnan tränas på t.ex. rörelsedetektion redan under fosterstadiet, som ringar på vattnet... Synen ger stimuli, fångar upp rörelse i höger- eller vänsterled. Ifall syncellerna inte stimuleras så uteblir effekten.
Sammanfattningsvis presenterades i denna intressanta föreläsning ett annat sätt att se på inlärning. och utveckling. Någon tog till sist upp en fråga huruvida drömmar är brus. Svar: Ja, men det är brus på en lägre nivå än tankeverksamhet; det förekommer ingen selektion.
Kort kommentar Jag tycker det finns vissa oklarheter i mitt referat, men i huvudsak anser jag att jag återgivit det väsentliga på ett korrekt sätt. Vissa fackord -- några på engelska som jag kanske borde ha översatt -- kan för den oinvigde (som jag själv) vålla en smula huvudbry. Mer information finns säkerligen att tillgå på Internet. Som f.d. språkärare är denna nya tillämpning särskilt intresseväckande, eftersom inlärningsprocessen självklart varit väsentlig i såväl skolsammanhang som i egen "lifelong learning". En delvis ny, eller i vart fall kompletterande syn på Darwins utvecklingslära har länge stimulerat min nyfikenhet.
Sture Alfredson 2015