Dr hab. Marcin Miłkowski, IFiS PAN Modularność umysłu

Czego można się spodziewać? Fodor i idea modularności Modularność globalna Modularność biologiczna Od modularności do konektomu

Fodor – hipoteza modułów umysłowych W 1983 roku Fodor napisał przełomową książkę o modułach umysłowych. Idea modułów wywodzi się z koncepcji „władz umysłowych” jeszcze z psychologii racjonalnej XVIII w., kontynuowanej potem przez Chomsky’ego. Ale Fodor prowokacyjnie odwołuje się do frenologii.

Frenologia: od pseudonauki do lokalizacji ośrodków w mózgu Franz Gall (1798-1828): Twórca frenologii, czyli idei, że władze umysłowe mają określoną lokalizację w mózgu. Im silniejsza władza umysłowa, tym większy ośrodek w mózgu. Dlatego wypukłości w czaszce świadczą o zdolnościach i tendencjach umysłowych.

Frenologia Zwłaszcza w USA popularne stały się pseudonaukowe badania wypukłości czaszki, np. do określania temperamentu. Popularne stały się specjalne wzorcowe odlewy z lokalizacją odpowiednich ośrodków. Wyjątkowo złośliwym krytykiem frenologii był Hegel.

Frenologia Jednym z naukowych świadectw na rzecz lokalizacji były ogniskowe uszkodzenia mózgu, prowadzące np. do utraty mowy. Paul Broca (1824-1880) odcinał się od frenologii, ale sądził, że zasada lokalizacji jest prawdziwa. Debata trwa do dziś…

Zasada ekwipotencjalności a lokalizacja W badaniach mózgu podejście holistyczne wielokrotnie ścierało się z lokalizacyjnym (Golgi kontra Cajal). Karl Lashley (1890-1958): krytyk lokalizacjonizmu, twórca zasady ekwipotencjalności: Nie udało znaleźć się lokalizacji pamięci w mózgu (engramu). Lezje mózgu szczura dawały efekty coraz większego obniżania sprawności, a nie skokowe.

Neuropsychologia Postępy w badaniu lezji i neuroobrazowaniu dały jednak oręż zwolennikom zróżnicowania funkcjonalnego i lokalizacji. Dlatego też i Fodor, wcześniej zwolennik ekwipotencjalności, podjął zagadnienie modularności.

Moduły wg Fodora „Moduł ” to pojęcie naturalnorodzajowe, takie jak „woda”. Dlatego definicje nie wyczerpują jego własności. Fodor chce podać tylko charakterystyczne cechy większości modułów, nie warunki wystarczające i konieczne.

Modularność umysłu wg Fodora jest wyspecjalizowany dziedzinowo; jest izolowany informacyjnie; jest zlokalizowany neuronalnie; jest uruchamiany obligatoryjnie; ma charakterystyczne dysfunkcje; rozwija się charakterystycznie w ontogenezie.

Specjalizacja dziedzinowa Moduły reagują tylko na dane określonego rodzaju (domain-specific): Np. moduły analizujące dane wzrokowe nie uruchamiają się podczas percepcji temperatury. Nie jest jasne, czym są dziedziny, o których mówi Fodor, ale najczęściej psychologowie uważają, że chodzi o pewien rodzaj problemów, które rozwiązuje dany moduł. Ale dlaczego reaguje na jakiegoś rodzaju problemy?

Izolacja informacyjna Warunek niezbędny! Moduły łączą się z innymi tylko za pomocą wejść i wyjść. Ich działanie wewnętrzne nie jest zmieniane inaczej (nie mają np. obszaru globalnej pamięci). Ale ponieważ nie wiadomo, co jest wejściem i wyjściem, to dosyć trudno odrzucić hipotezę, że coś nie jest izolowane.

Lokalizacja neuronalna Fodor uznaje, że moduły będą miały typową dla siebie lokalizację (oczywiście z uwzględnieniem różnic indywidualnych). Tu nawiązanie do idei lokalizacyjnych Broki i frenologów. Czy duże sieci (np. sieć trybu domyślnego) spełniają kryterium Fodora?

William Uttal: krytyk lokalizacjonizmu Jest coraz więcej prac na temat lokalizacji, ale zdaniem Uttala są one mało wartościowe. Powtarza argumentację Fodora za procesami centralnymi w odniesieniu do wszystkich funkcji poznawczych.

Śnięty łosoś w fMRI NEUROSCIENTIST CRAIG BENNETT purchased a whole Atlantic salmon, took it to a lab at Dartmouth, and put it into an fMRI machine used to study the brain. The beautiful fish was to be the lab’s test object as they worked out some new methods. So, as the fish sat in the scanner, they showed it “a series of photographs depicting human individuals in social situations.” To maintain the rigor of the protocol (and perhaps because it was hilarious), the salmon, just like a human test subject, “was asked to determine what emotion the individual in the photo must have been experiencing.”

Obligatoryjna aktywacja Procesy, które są wyzwalane umyślnie, nie mogą być modularne w ujęciu Fodora. Moduły działają automatycznie, np. w przypadku iluzji.

Charakterystyczne dysfunkcje Lezja obszaru Broki będzie prowadzić do charakterystycznych zaburzeń mowy; dlatego to jest moduł. Czy mogą istnieć zaburzenia niespecyficzne? (Lashley uważał, że mogą, ale czy tak jest naprawdę?)

Charakterystyczny rozwój Umiejętności językowe rozwijają się w charakterystyczny sposób, dlatego język jest „obsługiwany” przez moduł. Nie istnieje jednak np. moduł odpowiadający za nauczenie się „Filozofii umysłu II”, bo można się jej nauczyć po prostu wtedy, kiedy ma się umiejętności językowe na poziomie liceum…

Procesy centralne Fodor uważa, że istnieją też procesy centralne. Procesy centralne cechują się wyjątkowo silnym holizmem. Skojarzyć może się np. potencjalnie wszystko ze wszystkim… Są dowolne. Operują na sądach. Nie wiadomo, jak działają; nie wiadomo, jak je badać. Sprawa jest beznadziejna.

Percepcja Percepcja jest procesem centralnym, ale warunkowanym przez modularne procesy wejściowe. Sądy percepcyjne dotyczą danych dostarczanych przez moduły. Np. wiemy, że widzimy iluzję. Ale nasze sądy nie modyfikują iluzji (nieprzenikliwość poznawcza w sensie Pylyshyna).

Modularność globalna Większość modularystów nie wierzy w procesy centralne. Np. psychologowie ewolucyjni: umysł jest jak gigantyczny scyzoryk, zawierający wrodzone wyspecjalizowane moduły poznawcze. Pojęcie znacznie osłabione: nie ma mowy o mocnej izolacji ani automatyzmie.

Moduły wg psychologów ewolucyjnych Psychologowie ewolucyjni bardzo chętnie posługują się pojęciem modułu, które zwykle postulują w odniesieniu do środowiska adaptacyjnego (społeczności łowiecko- zbierackich). Przykład – moduł wykrywania oszustów; moduł reagowania na węże (fobie); moduł czytania w umyśle; moduł językowy…

Zarzuty Psychologowie ewolucyjni posługują się pojęciem specjalizacji dziedzinowej, ale nie wiadomo, jak je można operacjonalizować. Hojnie szafują pojęciem „modułu”, ale staje się ono bliskie po prostu „jednostce funkcjonalnej”. Trywializacja modularności: wiadomo, że nie wszystko ma wszystkie funkcje.

Moduły wg Herberta Simona Simon wyróżnił charakterystyczny dla biologii typ systemu: względnie rozkładalny (near-decomposable). W takim systemie większość interakcji zachodzi wewnątrz; ze słabnięciem interakcji kończy się system. Jego zdaniem, ewolucja musiała wytworzyć tego rodzaju systemy.

Dwóch zegarmistrzów wg Simona Hora tworzy zegarki z części, które można łączyć w podzespoły. Są to zegarki względnie modularne. Tempus tworzy tak samo złożone zegarki, ale za każdym razem, kiedy dzwoni telefon, musi przerywać pracę. To zegarki mocno holistyczne. Zegarki Hory są stabilniejsze na wpływy zewnętrzne i dlatego ona więcej zarobi…

Moduły wg Simona We wszystkich układach biologicznych muszą występować stosunkowo silnie zintegrowane podsystemy. Inaczej nie będą mogły stabilnie powstawać systemy złożone. Dlatego też pojęcie Simona jest bardzo szerokie.

Moduły wg Sternberga Najsłabsze pojęcie modułu jako osobnej jednostki o danej funkcji. Jedyne kryterium: możliwość osobnej modyfikacji (separate modifiability). Ale takie kryterium spełnia każdy czynnik przyczynowy (wg teorii przyczynowości Pearla i Woodwarda). Dlatego to jest najsłabsze możliwe pojęcie modułu.

Podsumowanie

Podsumowanie Pojęcie modularności wpisuje się w spór między holistami a atomistami w badaniu umysłu i mózgu. Mocne pojęcie Fodora jest najbardziej kontrowersyjne; Sternberga jest banalne. W dzisiejszych badaniach neuropsychologicznych odchodzi się od prostej lokalizacji na rzecz tworzenia hipotez o całych sieciach z określoną topologią.

Dalsze lektury Numer specjalny „Studiów z Kognitywistyki i Filozofii Umysłu” (3 / 2009) Modularność umysłu pod red. Sz. Wróbla, Kalisz 2007. P. Carruthers, The Architecture of The Mind, Oxford 2006.