De Hersenen

1

2

WAT IS DE BIJDRAGE VAN 'ONDERWERP X' AAN KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE?

De Hersenen Oriëntatie Kunstmatige Intelligentie, september 2001 Esther Wiersinga-Post http://ai.rug.nl/~post/

• menselijke en dierlijke intelligentie kan fungeren als inspiratiebron voor ontwikkeling van kunstmatige intelligente systemen • kennis over functioneren van menselijke cognitie is nodig voor ontwerp van cognitief ergnomische apperatuur • enige kennis van levende intelligente systemen stelt je in staat bepaalde voorspellingen te relativeren

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

3

Inhoud college

4

Historisch overzicht Ideeën vanaf 1800

• historisch overzicht (ideeën vanaf 1800) • anatomie van de hersenen • video

~ 1800 F.J. Gall

frenoloog (frenologie = knobbeleer)

PAUZE • neurofysiologie - opbouw van neuronen - actie potentialen - synapsen - leren • visualisatie van de menselijke hersenen P. Flourens

globalist

cortex functioneert als een geheel Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

1

5

6

Historisch overzicht

1860 1880

C. Wernicke P.P. Broca

‘Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers’

verschillende hersengebieden hebben verschillende functies (connectionisten)

PNAS, april 2000, Maguire et al.

Toch tot ver in 20e eeuw globalistische visie populair K. Lashley

invloed van lesies op doolhof leergedrag conclusie: ‘De mate van functiestooring (bij doolhofleren!) ten gevolge van cortexlesies is onafhankelijk van de locatie van de lesie en evenredig met de grootte ervan.’

1950

W. Penfield

motorische en sensorische homunculus

verschillende hersengebieden hebben verschillende functies

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

7

8

anatomie

anatomie

Technieken die hebben bijgedragen aan kennis over de hersenen: - kleuring van hersencellen (Golgi-kleuring, immunohistochemie)

- electrische en chemische stimulatie - afleiden van activiteit van cellen - bestudering van activiteit van hersengebieden (PET, fMRI, EEG)

Corticale pyramide cellen (Golgi-kleuring)

1873:

Kunstmatige Intelligentie

Golgi: kleuring van gehele hersencellen

Kunstmatige Intelligentie

2

9

10

anatomie

anatomie

Belangrijke onderdelen van het CZS

verschillende soorten neuronen

evolutionair oud

ruggenmerg achter hersenen

medulla en pons cerebellum

midden hersenen

superior en inferior colliculus

voor hersenen

Diencephalon Limbisch systeem Cerebrale cortex

evolutionair jong

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

11

12

anatomie

anatomie

(Kandel en Schwartz, fig. 1.2)

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

3

13

14

anatomie

anatomie

onderdelen van brein met functies Onderdelen

functies medulla pons

achter hersenen cerebellum

superior colliculus midden hersenen

centrale sulcus gyrus precentralis

gyrus postcentralis

parietale schors frontale schors

diencephalon

voor hersenen

vitale functies waak/slaap activatie van hersenen pijnsensatie evenwicht motorische vaardigheden geconditioneerde reflexen visuele info verwerking

limbisch systeem

cerebrale cortex

inferior colliculus thalamus

auditieve info verwerking schakelstation voor info naar cortex

hypothalamus

motivatie regulatie hormonen emotie geheugen motoriek

Amygdala Hippocampus Basale ganglia septum occipetale cortex

visuele perceptie

pariëtale cortex

tactiele perceptie, aandacht

temporale cortex

auditieve perceptie geheugen voor feiten begrip van gesproken taal motivatie, emotie

frontale cortex

occipetale schors

temporale schors

gyrus precentralis

primaire motor cortex

gyrus postcentralis

primaire sensorische cortex

cognitieve controle motorische output werkgeheugen emotie Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

15

16

anatomie

anatomie

effecten van lesies locatie lesie

occipetale cortex - V5

gezichtsvermogen aangetast - blind voor beweging (video)

temporale cortex - gebied van Wernicke -

geheugen beschadigd - afasie: taalbegrip aangetast - gezichtsblindheid (video)

frontale cortex

geen controle over geleerde bewegingspatronen - afasie: articulatie aangetast

- gebied van Broca parietale cortex (Kandel en Schwartz, fig. 1.7)

effect

- gebiede 5 en 7

verstoring perceptie van spatiele relaties - neglect

‘homunculus’ van motor cortex (Penfield, 1950)

Science 268,1995 vinger (licht) en arm (donker) gebieden in de motor cortex van de aap

Kunstmatige Intelligentie

Kunstmatige Intelligentie

4