تم ترجمة هذه الصفحة آليًا من الإنجليزية. اطلع على النسخة الأصلية باللغة الإنجليزية.

علماء الأعصاب الحسابية ونظامية وعلماء النفس المعرفي وباحثو المعهد يقومون ببناء أو تقييم نماذج الاستدلال النشط لوظائف الدماغ واضطرابات الصحة النفسية.

التنبؤ النشط وعلم الأعصاب

المبدأ الحراري للطاقة كمرشح لنظرية موحدة للإدراك والعمل والتعلم - والأدلة التي لا تزال مطلوبة لاختباره.

أفضل الإجراءات التالية

مسار الاستدلال النشط وعلم الأعصاب

ابدأ بالروابط العامة الأعلى إشارة لهذا الصفحة، ثم استمر عبر عروض الموارد والدلائل ذات الصلة.

يُصوّر الاستدلال النشط الدماغ كنظام يحافظ على نموذج توليدي داخلي للعالم ويقلل من طاقة التباين الحرة من خلال الإدراك والعمل والإدراك، وقد كان علم الأعصاب هو أرض الاختبار الرئيسية لهذا الإطار منذ ورقة "نظرية الدماغ الموحدة" لـ كارل فرايستن عام 2010، مع وجود جسم متراكز من الأعمال النظرية والمحاكاة والعمل السريري المبكر لاختبار مدى جديّة الفكرة، وتستعرض هذه الصفحة ما تظهره تلك الأدبيات، وأنماط النمذجة والأدوات التي يستخدمها الباحثون، والأسئلة المفتوحة التي لا تزال تفصل الاستدلال النشط عن نظرية علم الأعصاب المثبتة.

لماذا يتناسب النطاق

تعتبر الاستدلال النشط الإدراك على الاستدلال حول الأسباب الخفية للبيانات الحسية، والعمل كأخذ عينات انتقائية للملاحظات التي تحقق التوقعات السابقة، والتعلم كالتكيف التدريجي لمعلمات النموذج التوليدي — ثلاثي يتماشى مباشرة مع المخاوف العصبية الأساسية. إن التنظيم المضي للشبكات الحسية العصبية العليا، حيث تشفر المناطق الأعلى أسبابًا أبطأ وأكثر تجريدًا والمناطق الأدنى تفاصيل حسية سريعة، هو مادة أساسية طبيعية للنماذج التوليدية الهرمية المطلوبة من الإطار. كما يوسع الاستدلال النشط الحسابات القائمة على الترميز التنبؤي عن طريق نمذجة العمل والتعيينات السياسية كجزء من نفس الحلقة الاستدلالية، مما يربط بين الإدراك والتحكم من خلال هدف واحد — تقليل الطاقة الحرة المتوقعة.

حالة الأدبيات

إن الأدبيات متمركزة حول مجموعة نسبية من الأوراق الأساسية والمراجعة - مقال فرستن في عام 2010 في "ناشر نيو ريفو ذو صلة بالعلوم العصبية"، وعمل لتأسيس طاقة حرارية مجانية متغيرة للإدراك والعمل، ومراجعات لاحقة تهدف إلى جعل الافتراضات ونطاق المبدأ واضحًا للعلماء العصبيين. يمتد التطبيقات القائمة على المحاكاة من هناك إلى نماذج زمنية عميقة للسلوك المعرفي (مثل القراءة)، وحركة العين، والذاكرة العاملة والانتباه، والمودولايشن الدوباميني، وظهور العادات من خلال تحسين السياسة المتكرر. تشكل الصيغ ذات الحالات المحددة، والتي يتم صياغتها كعمليات ماركوفية قابلة للملاحظة الجزئية، تأثيرًا كبيرًا بشكل خاص في نمذجة المهام المعرفية مثل البحث البصري والتخطيط الموجه نحو الهدف. ينشأ معظم هذا العمل من مجموعة أساسية تركز على كارل فرستن في جامعة كولمن لندن ومركز ويلكوم للعواون العصبية البشرية، مع ثيماس بار رئيس التعاون في الصياغة ذات الحالات المحددة، ويشهد توسعًا متزايدًا في علم النفس الحسابي وتشكيل الأجسام.

أنماط وأدوات التطبيقات

أوضح إثبات عصبي حيوي بشكل كبير هو حركة العين: محاكاة باستخدام تصفية بايزي لتنفيذ التخطيط كاستدلال تولد حركات عين مصاحبة ومرتبكة تتطابق هيكل تبادل الرسائل مع الاتصال المعروف في جذع الدماغ والمهاد وتشبه التسجيلات الفردية الوحدات من النواة ذات الصلة. تم نمذجة الدوبامين لترميز الدقة (الثقة) على السياسات، مع مستويات الدوبامين التلقائية في المحاكاة تشكل الاستكشاف مقابل الاستغلال وحيوية الحركة، ومع أي اضطرابات كعدسة على مرض باركنسون والذهان. اعتمد التنفيذ بشكل كبير على نظام SPM القائم على MATLAB وبيئته وحدة تكرار التوقع الديناميكي (DEM) للنماذج في حالة الاستمرار، ومكتبات بايثون لنماذج POMDP من الحالة المنفصلة المستخدمة في محاكاة المهام المعرفية - أدوات تظل رمزًا بحثيًا بدلاً من برنامج قياسي على نطاق واسع وموزع.

مسائل مفتوحة

تحدد التقرير جدوى بيولوجية غير مُحَديدة: نماذج الشبكات التي تحاكي الانحدار التدريجي على طاقة حرارية تنتج اهتزازات وديناميكيات مُستقبلات، لكن الآليات الفيزيائية الدقيقة في الأنسجة العصبية الحقيقية، والخرائط مثل الخلايا пирамиدية سطحية ترميز أخطاء التوقع، لا تزال افتراضية وغير مُختبرة على نطاق واسع. يمثل توسيع نماذج توليدية تتجاوز مساحات الحالة الصغيرة إلى بيئات طبيعية عالية الأبعاد تحديًا حسابيًا مفتوحًا ثانيًا. التحدي الثالث هو قابلية الاختبار التجريبي - يجادل النقاد بأن مبدأ الطاقة الحرة واسع جدًا لدرجة منعه من الإنكار، ويطالب التقرير بإجراء تجارب تميز تنبؤات الاستدلال النشط (الاستكشاف المعرفي، التنظيم العصبي المُوزون بالدقة) عن التعلم المعزز والترميز التنبؤي البديل. كما هو موصوف أيضًا، فإن الترجمة السريرية في علم النفس الحسابي واعدة ولكنها في مراحلها المبكرة، وتعتمد بشكل أساسي على العمل النظري والنمذجة بدلًا من مجموعات بيانات مرضى كبيرة ومُثبتة.

إطار مرجعي

كارل جيه. فرايستن (2010). مبدأ الطاقة الحرة: نظرية موحدة للدماغ؟ مراجعات علم الأعصاب. DOI: 10.1038/nrn2787. كريستوفر إل. باكيلي، تشانغ سوب كيم، سايمون ماكجوريجور، أنيل كي. سيت (2017). مبدأ الطاقة الحرة للعمل والإدراك: مراجعة رياضية. علم النفس الرياضي للدورية. DOI: 10.1016/j.jmp.2017.09.004. توماس بار، جوفاني بيزولو، كارل جيه. فرايستن (2022). الاستدلال النشط: مبدأ الطاقة الحرة في العقل والدماغ والسلوك. مطبعة إم آي تي. لانسيولوجو د كوستا، توماس بار، نور ساجيد، سيباستيان فيسليك، فيكتورتا نيسكسو، كارل جيه. فرايستن (2020). الاستدلال النشط على مساحات الحالة المتقطعة: تركيب. علم النفس الرياضي للدورية. DOI: 10.1016/j.jmp.2020.102447.

الأسطح الرئيسية

تكامل الاستدلال النشط وعلم الأعصاب في نظرة عامة

أدلة حركة العين

محاكاة الاستدلال النشط لحركات العين والسباق السلس ترسم خرائط على الدوائر العصبية للرباعية و تسجيلات الخلايا الفردية، مما يجعل حركة العين أبرز إثبات من الناحية الأعصابية للدماغ في هذا المجال.

الدوبامين بدقة

يُصوَّر التونيك الدوباميني كونه يرمز إلى الثقة (الدقة) بشأن السياسات، مع آثار تربطها الدراسة بمرض باركنسون والاضطراب الذهاني بدلاً من الحسابات التقليدية للخطأ في التنبؤ بالمكافأة.

الأدلة السريرية لا تزال في مراحلها المبكرة

تُوصَف تطبيقات علم النفس الحسابي لـ "الاستدلال النشط" بأنها في الغالب نظرية ومبنية على المحاكاة، ولم يتم التحقق منها مقابل بيانات المرضى واسعة النطاق أو أدوات الأدوات السريرية.

الموارد ذات الصلة

روابط عامة لهذه الصفحة

تُحل الروابط الخارجية من السجل المشترك بحيث تظل الوجهات الظاهرة للزوار مركزية وقابلة للفحص.