WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 192 | 193 || 195 | 196 |   ...   | 506 |

Многослойные сети сыграли решающую роль в разрешении вопросов репрезентации стимула и формирования понятий, вызывавших трудности у традиционных психол. теорий и однослойных сетевых моделей. В частности, многослойные сети обеспечивают базис для обучения произвольному отображению (arbitrary mapping) входных паттернов стимулов в выходные паттерны реакций. Ключевая проблема оказалась связанной с нелинейными отображениями. При таком отображении, желаемая реакция на определенное сочетание входов не является аддитивной функцией реакций на отдельные входы. Примером простейшего нелинейного отображения является правило исключающего ИЛИ. Правило исключающего ИЛИ требует реакции на каждый из двух входов, предъявляемых по отдельности, но не на их совместное появление. Напр., мн. люди обнаруживают следование правилу исключающего ИЛИ в своих вкусовых предпочтениях. Человек может с удовольствием есть лакрицу, но отказываться есть картофель с лакричной приправой. Если бы отдельные отображения стимул - реакция являлись строго аддитивными, картофель с лакричной приправой съедался бы с большим удовольствием.

Вообще говоря, можно преобразовать нелинейную задачу в линейную, постулируя особый вход для совместного появления осн. стимульных входов. Однако, когда число осн. входов увеличивается, эта тактика приводит к бурному росту числа особых входов. Более общее решение заключается во введении механизма обучения, к-рый формирует специализированные кодировки совместных входов по мере возникновения такой необходимости. Многослойные сети обладают этой способностью. Коротко говоря, установление подходящих весов связей от стимульных входов к скрытым элементам создает блоки, специализированные для конкретной комбинации входов. Связи между скрытыми элементами и выходными элементами обеспечивают отображение этих специализированных блоков в соотв. выходные реакции.

Небольшая сеть, показанная на рис. 3, имеет конфигурацию, позволяющую проиллюстрировать поведение согласно правилу исключающего ИЛИ. В этой конфигурации вход A сам по себе не может активизировать элемент X, т. к. вес связи А - X не превышает величины порога X, однако вход A может активизировать элемент R, т. к. его порог оказывается достаточно низким для того чтобы связь A - R оказалась эффективной. Точно так же, вход В может активизировать лишь узел R. Т. о., входы A и В могут каждый по отдельности активизировать выход этой сети. Однако, согласно правилу исключающего ИЛИ, взятые вместе входы А и В будут подавлять выход. Это происходит потому, что суммарный вес связей входов А и В будет активизировать элемент X, а этот элемент X имеет большую отрицательную связь с элементом R. Следовательно, совместное появление входов А и В аннулирует их индивидуальные положительные связи с элементом R.

Автоассоциативные сети Пример небольшой автоассоциативной сети показан на рис. 4.

Рис. 4. Автоассоциативная сеть, в которой все выходные уровни могут связываться со входными уровнями.

Каждый из пяти элементов (А, В, С, D, Е) получает один внешний вход (a, b, с, d, e). Эти внешние входы обладают фиксированными связями, каждая из к-рых способна активизировать выход из соотв. элементов. Кроме того, каждый элемент получает пять возвратных входов, по одному на каждый выход из элементов, включ. его собственный. Напр., как показано на рис. 4, элемент С имеет пять связей, обозначенных как Aс, Bc, Сс, Dc и Еc. Эти связи являются модифицируемыми и функционируют в соответствии с теми же самыми правилами обучения, что и единственный элемент или многослойная сеть. Т. о., всякий раз, когда выход и вход являются активными, на их пересечении может возникать эффективная связь.

Помимо др. вещей, автоассоциативные сети могут реализовывать 3 функции, к-рые представляют особый интерес для психологии.

1. Завершение паттерна. Если множество взаимосвязей было хорошо определено в автоассоциативной сети, тогда уже часть исходных входов может восстановить полное множество выходов. Напр., предположим, что для сети, изображенной на рис. 4, неоднократно предъявлялись входы а и е. Отсюда следует, что установились бы четыре взаимосвязи, а именно Аа, Ае, Еа и Ее, к-рые локализованы в четырех углах матрицы пересечений. Впоследствии вход а сам по себе активизировал бы оба выхода, А и Е, через связи Аа и Ае. Точно так же, вход е активизировал бы оба выхода через связи Еа и Ее.

2. Помехоустойчивость.

3. Суперпозиционная память. Автоассоциативные сети могут хранить огромное количество наборов входов. Это свойство позволяет им извлекать как прототипические паттерны, так и специфические образцы. Напр., Мак-Клелланд и Румельхарт продемонстрировали, что сеть, состоящая из 24 элементов и 552 потенциальных взаимосвязей, могла бы хранить и надежно извлекать 3 различных прототипических паттерна, каждый из к-рых осн. на 50 различных образцах. Они показали, что паттерн для по меньшей мере одного конкретного образца тж может быть извлечен, если этой сети представлено подмножество входов, корреспондирующих с именным признаком (пате tag) этого образца. Сходным образом, Кохонен показал, что сеть, состоящая из 3024 элементов, могла бы хранить и извлекать цифровые фотографии 100 различных лиц.

Современное состояние В настоящее время трудно прогнозировать, где и насколько серьезных успехов можно добиться благодаря использованию М. н. с. Первоначальный энтузиазм несколько поутих. По мере того как модели сравниваются друг с другом и с более традиционными теориями в различных исследовательских областях, к ним начинают относиться все более трезво. В настоящее время наиболее отчетливой тенденцией является диверсификация характеристик элементов по мере приложения нейронных сетей в различных областях. С одной стороны, там где моделирование нейронных сетей сливается с моделями действительного функционирования нейрона, их элементы становятся более адекватными хим., электрическим и структурным свойствам нейронов. С др. стороны, там где моделирование нейронных сетей применяется к когнитивным феноменам, их элементы сами изображаются как несущие семантическое или символическое содержание. Напр. отдельный элемент может активизироваться только специфической буквой или словом.

См. также Научение, Процессы поиска и извлечения информации из памяти, Нейронные механизмы научения Дж. Кехой Модели (models) Значительные исследовательские усилия во всех областях психологии связаны с использованием М. Примерами могут служить модели искусственной улитки для изучения слуха, многослойные сетевые модели функционирования головного мозга, компьютерные модели мышления и животные модели в психопатологии.

М. относятся к числу осн. и наиболее эффективных инструментов науки. Исследователь в области аэронавтики строит миниатюрный аэроплан для проведения испытаний в аэродинамической трубе; химик представляет себе электроны, движущиеся по планетарным орбитам вокруг атомного ядра. Эти 2 типа моделей - одна физическая, другая концептуальная - помогают в открытии полезных принципов, применимых к решению проблем в реальном мире, таким как выявление оптимальной для расчетной скорости формы крыла или оценка гладкости (на молекулярном уровне) поверхности крыла после его шлифовки.

М. тж важны в биолог. и поведенческих науках, и это отчасти объясняет, почему в психологии проводится так много исслед. с животными. Несмотря на их широкое использование и очевидную полезность, М. - и животные М. в частности - не всегда должным образом оцениваются. Однако они используются; напр. они помогают понять, как нервные клетки обучаются или в каком направлении разрабатывать новые формы терапии фобий. Наиболее широко использование животных М. в психологии представлено в исслед. научения, памяти, употребления наркотиков и психопатологии.

Создатели М. не претендуют на ее полную идентичность моделируемому. Скорее, М. является сходящимся множеством разнотипных аналогий между реальным явлением и системой, к-рая изучается в роли заменителя этого реального явления. Привлекаемыми видами аналогий являются: а) первичная аналогия, б) материальная аналогия и в) формальная аналогия.

Любое явление - это не "просто вещь", но следствие причинных связей между уровнями факторов в реальном мире. Сходным образом, любая потенциально полезная М. будет включать в себя множество причинно связанных факторов. Эти причинные цепи факторов, как в реальном мире, так и в М., могут состоять из неск. звеньев. М. возникают в результате установления соответствия между факторами в этих двух областях. Эти две области могут обладать очевидным сходством, к-рое напр. существует между миниатюрной моделью самолета и Боингом-747, или они могут быть совершенно несхожими, как различаются между собой модель хим. структуры, состоящая из шаров и стержней, и само молекулярное соединение.

Рассмотрим случай, в к-ром присутствуют как сходства, так и различия. Можно заметить, что для пациентов с определенным психиатрическим расстройством характерен нек-рый набор дисфункциональных физиолог. и поведенческих симптомов; можно тж заметить, что животные, подвергающиеся действию нек-рого хим. препарата, демонстрируют поведение, сходное с поведенческими симптомами таких пациентов. Гипотеза о сходстве дисфункционального поведения животного и дисфункционального поведения пациента составила бы первичную аналогию в процессе моделирования. Дополнительная гипотеза могла бы заключаться в том, что данный дисфункциональный физиолог. симптом пациента одного рода с вызванным хим. препаратом физиолог. состоянием животного; это было бы второй первичной аналогией. Степень описательного сходства между этими двумя рядами поведения или между этими двумя физиолог. состояниями составила бы степень материальной аналогии.

Если обнаруживается связь между физиолог. состоянием и поведением пациента, к-рая соответствует эмпирической причинной связи между физиолог. состоянием и поведением животного, между этими двумя параллельными, внутриобластными связями может быть проведена формальная аналогия. Мн. М. в психологии, такие как амфетаминовая модель шизофрении и модель Корсаковского синдрома как холинэргического истощения, возникли именно так. При разраб. др. М. акцент делается скорее на истории взаимодействия средовых факторов и научения, нежели на хим. истории; в качестве примеров можно указать на модель фобий как избегания и модель депрессии как выученной беспомощности.

Сама по себе первичная аналогия еще не является М.; это распространенная ошибка. Настоящая М. должна включать как первичные, так и формальные аналогии. К тому же, продуктивность процесса моделирования заключена в том, что он позволяет использовать известные и эксплицированные причинные связи в одной области (как правило, в области М., но справедливо и обратное) как руководство для выявления параллельных связей в др. области. Нек-рые ученые требуют доказательства большого числа параллелей формальной аналогии, причем связанных с существенными материальными аналогиями, прежде чем заявлять о создании М. Материальная аналогия не является критической для функциональной валидности М.; мат. уравнения часто оказываются мощными М., позволяющими при их реализации компьютерами генерировать знание о поведении системы - даже живой системы - но без материальной аналогии. Материальная аналогия сродни очевидной валидности: она ничего не гарантирует. Если исследователь будет ждать до тех пор, пока все причинные связи в каждой области не окажутся полностью и независимо эксплицированы перед включением их в формальные аналогии, тогда М. будет обладать малой или недостаточно доказательной силой для нового понимания.

Все ранее упомянутые психол. М. начинались с проведения первичной аналогии между различными формами поведения. Однако есть веские основания утверждать, что поиск таких сходств в поведении между биолог. видами является ненадежным процессом, способным вводить в заблуждение, несмотря на его эмпирическую проверку в рамках процесса моделирования. Это происходит потому, что каждый вид приносит в ситуацию тестирования свои собственные приобретенные им в ходе эволюции предрасположения и биолог. ограничения на поведение. Отсюда следует, что 2 различных вида могут иметь противоположные дисфункциональные поведенческие проявления одного и того же лежащего в их основе физиолог. или психол. состояния. Хотя такое положение дел и не носит универсального характера, оно подсказывает альтернативный подход к выбору первичной аналогии. В основу первоначального соответствия можно было бы класть не столько симптомы, сколько этиологические факторы. Подобная стратегия распространена в мед. исследованиях и опирается на предположение о существовании тесной связи между этиологией и терапией. В психологии условия, поддерживающие функционирование нек-рых поведенческих процессов, зачастую отличаются от тех, что приводят к их формированию. Хорошими примерами здесь могут служить Корсаковский синдром и фобии. ПТСР может оказаться случаем, требующим подхода на основе этиологической первичной аналогии, если кто-то ищет животную модель последствий стресса, поскольку сообщаемые симптомы имеют тенденцию приобретать форму нарушений мышления, эпизодов "флэшбек" и др. симптомов, к-рые не наблюдаются непосредственно у животных.

Несмотря на то что для объяснении процесса моделирования здесь привлекались примеры из животных моделей, тот же самый анализ сохраняет свою силу в применении к физ. моделям, компьютерным моделям или количественным моделям психол. процессов. Все они доказали свою ценность в объяснении психол. процессов людей.

Pages:     | 1 |   ...   | 192 | 193 || 195 | 196 |   ...   | 506 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.