Teorie e modelli nelle scienze cognitive (2)

Corso di Principi e Modelli della Percezione

Prof. Giuseppe Boccignone

Dipartimento di InformaticaUniversità di Milano

boccignone@di.unimi.ithttp://boccignone.di.unimi.it/PMP_2017.html

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //complessità e livelli di spiegazione

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Livelli di spiegazione

secondo Marr

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Teoria computazionale

Rappresentazione e algoritmo

Implementazione hardware

Livelli di spiegazione

secondo Marr

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Livelli di spiegazione

secondo Marr

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Livelli di spiegazione

secondo Marr

Livello psicologico

Livello neurofisiologico

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Livello psicologico

Livello neurofisiologico

Modello teorico

Simulazione

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione

Modello alLivello n

ImplementazioneLivello n

Teorie e modelli: //processo di depolarizzazione della membrana

Teorie e modelli: //membrana: modello di Hodgkin-Huxley

Teorie e modelli: //membrana: modello di Hodgkin-Huxley

Teorie e modelli: //membrana: modello di Fitzhugh-Nagumo

Teorie e modelli: //il neurone: un modello semplificato

Il livello neurobiologico: neuroni //un modello semplificato

d e n d r i t e : r i c e v e i n f o r m a z i o n e d a i neuroni e la trasmette al corpo cellulare

soma o corpo cellulare: contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma è sufficientemente eccitato dall’informazione proveniente dai dendriti trasmette un segnale all’assone

assone: trasmette l’informazione dal soma alle sinapsi

Il livello neurobiologico: neuroni //un modello semplificato

soma o corpo cellulare: contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma è sufficientemente eccitato dall’informazione proveniente dai dendriti trasmette un segnale all’assone

assone: trasmette l’informazione dal soma alle sinapsi

d e n d r i t e : r i c e v e i n f o r m a z i o n e d a i neuroni e la trasmette al corpo cellulare

Il livello neurobiologico: neuroni //un modello semplificato

soma o corpo cellulare: contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma è sufficientemente eccitato dall’informazione proveniente dai dendriti trasmette un segnale all’assone

d e n d r i t e : r i c e v e i n f o r m a z i o n e d a i neuroni e la trasmette al corpo cellulare

assone: trasmette l ’ in formazione dal soma alle sinapsi

Il livello neurobiologico: neuroni //un modello semplificato

Il livello neurobiologico: neuroni //la questione dei livelli

F-N

H-H

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione Livello: membrana

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione Livello: unità neurale

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione

dati sperimentali

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione

dati sperimentali

Output: spike

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Qual è il goal della computazione?

Quale rappresentazione e quale algoritmo?

Come realizzarla fisicamente?

Modello teorico

Simulazione

Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione //livelli di spiegazione

Simulazione

Campionamentostocastico dell’input

“Pesatura sinaptica” e somma

Funzione a sogliaOutput: spike