31 décembre 2017

Théorie adaptative de résonance :Comment un cerveau apprend à être présent consciemment, à apprendre et à identifier un monde de changement

Aperçu: G.M. (article de 2012)

La théorie de la résonance adaptative, ou ART, est une théorie cognitive et neurale de la façon dont le cerveau apprend de manière autonome à catégoriser, reconnaître et prédire des objets et des événements dans un monde en évolution. Cet article passe en revue les développements classiques et récents de l'ART, et fournit une synthèse des concepts, des principes, des mécanismes, des architectures et des bases de données interdisciplinaires qu'ils ont contribué à expliquer et à prédire. La revue illustre que l'ART est actuellement la théorie cognitive et neurale la plus développée disponible, avec la plus large gamme explicative et prédictive. Au cœur du pouvoir prédictif de l'ART, il y a sa capacité à effectuer des apprentissages rapides, progressifs, stables et supervisés en réponse à un monde en mutation. 
L'ART spécifie des liens mécanistes entre les processus de la conscience, de l'apprentissage, de l'attente, de l'attention, de la résonance et de la synchronie pendant l'apprentissage non supervisé et supervisé.  
L'ART fournit des explications fonctionnelles et mécaniques de sujets aussi divers que les circuits corticaux laminaires; objet invariant et apprentissage et reconnaissance scénique; l'attention du prototype, de la surface et des limites; oscillations gamma et bêta; l'apprentissage des cellules de la grille entorhinale et des cellules de l'hippocampe; calcul de mécanismes spatiaux et temporels homologues dans le système entorhinal-hippocampique; les pannes de vigilance pendant l'autisme et l'amnésie temporale médiale; les interactions cognitives-émotionnelles qui focalisent l'attention sur des objets valorisés de manière adaptative et temporisée; les mémoires de travail de rang d'ordre d'articles et blocs de liste appris pour la planification et le contrôle de séquences d'informations linguistiques, spatiales et motrices; les percepts de la parole consciente qui sont influencés par le contexte futur; diffusion auditive dans le bruit pendant la ségrégation à la source; et la normalisation des enceintes.
Les régions cérébrales qui sont fonctionnellement décrites incluent le néocortex visuel et auditif; les noyaux thalamiques spécifiques et non spécifiques; les cortex inférotemporaux, pariétaux, préfrontaux, entorhinaux, hippocampiques, parahippocampiques, périrhinaux et moteurs; champs oculaires frontaux; champs oculaires supplémentaires; amygdale; ganglions de la base: cervelet; et colliculus supérieur. 
En raison de l'organisation complémentaire du cerveau, l'ART ne décrit pas de nombreux comportements spatiaux et moteurs dont les lois d'appariement et d'apprentissage diffèrent de celles de l'ART.
Les algorithmes ART pour l'ingénierie et la technologie sont listés, ainsi que les comparaisons avec d'autres types de modèles.

 2012 Oct 4. pii: S0893-6080(12)00258-4. doi: 10.1016/j.neunet.2012.09.017. 

Adaptive Resonance Theory: How a brain learns to consciously attend, learn, and recognize a changing world

Source

Center for Adaptive Systems, Graduate Program in Cognitive and Neural Systems, Boston University, 677 Beacon Street, Boston, MA 02215, United States; Center for Computational Neuroscience and Neural Technology, and Department of Mathematics, Boston University, 677 Beacon Street, Boston, MA 02215, United States. Electronic address: steve@bu.edu

Abstract

Adaptive Resonance Theory, or ART, is a cognitive and neural theory of how the brain autonomously learns to categorize, recognize, and predict objects and events in a changing world. This article reviews classical and recent developments of ART, and provides a synthesis of concepts, principles, mechanisms, architectures, and the interdisciplinary data bases that they have helped to explain and predict. The review illustrates that ART is currently the most highly developed cognitive and neural theory available, with the broadest explanatory and predictive range. Central to ART's predictive power is its ability to carry out fast, incremental, and stable unsupervised and supervised learning in response to a changing world. ART specifies mechanistic links between processes of consciousness, learning, expectation, attention, resonance, and synchrony during both unsupervised and supervised learning. ART provides functional and mechanistic explanations of such diverse topics as laminar cortical circuitry; invariant object and scenic gist learning and recognition; prototype, surface, and boundary attention; gamma and beta oscillations; learning of entorhinal grid cells and hippocampal place cells; computation of homologous spatial and temporal mechanisms in the entorhinal-hippocampal system; vigilance breakdowns during autism and medial temporal amnesia; cognitive-emotional interactions that focus attention on valued objects in an adaptively timed way; item-order-rank working memories and learned list chunks for the planning and control of sequences of linguistic, spatial, and motor information; conscious speech percepts that are influenced by future context; auditory streaming in noise during source segregation; and speaker normalization. Brain regions that are functionally described include visual and auditory neocortex; specific and nonspecific thalamic nuclei; inferotemporal, parietal, prefrontal, entorhinal, hippocampal, parahippocampal, perirhinal, and motor cortices; frontal eye fields; supplementary eye fields; amygdala; basal ganglia: cerebellum; and superior colliculus. Due to the complementary organization of the brain, ART does not describe many spatial and motor behaviors whose matching and learning laws differ from those of ART. ART algorithms for engineering and technology are listed, as are comparisons with other types of models.
PMID:23149242
DOI:10.1016/j.neunet.2012.09.017

La preuve d'expert par les professionnels de la santé mentale: Le défi posé par la communication des preuves à propos de "troubles du spectre de l'autisme", des lésions cérébrales et la maladie de Huntington

Aperçu: G.M.

En s'appuyant sur des questions d'évaluation de la santé mentale concernant trois troubles non courants - "troubles du spectre de l'autisme", lésions cérébrales, y compris le syndrome d'alcoolisme fœtal et la maladie de Huntington -, l'auteur plaide en faveur d'une preuve experte subtile, empathique et éclairée. conditions et la responsabilité pénale et la culpabilité des accusés.  
Il soutient que ce qui est légalement requis, c'est d'améliorer la capacité des juges des faits à apprécier de façon informée et authentique, parfois de façon nuancée, comment des personnes ayant des cerveaux différents, endommagés ou détériorés peuvent connaître des situations et le comportement d'autres personnes. être évalués équitablement sans imposer d'hypothèses ou d'attentes à l'égard des «personnes normales» qui pourraient ne pas être pertinentes

 2012 Nov 11. pii: S0160-2527(12)00071-4. doi: 10.1016/j.ijlp.2012.09.008

Expert evidence by mental health professionals: The communication challenge posed by evidence about AutismSpectrum Disorder, brain injuries, and Huntington's Disease

Source

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Senior Counsel, Victorian Bar, Australia; Professor of Law, Forensic Medicine, and Forensic Psychology, Monash University, Victoria, Australia. Electronic address: I.Freckelton@vicbar.com.au

Résumé

By drawing upon mental health assessment issues about three non-mainstream conditions - Autism Spectrum Disorder, brain injuries, including Foetal Alcohol Syndrome, and Huntington's Disease - the author argues for the need for subtle, empathic and informed expert evidence about the potential nexus between such conditions and accused persons' criminal responsibility and culpability. He contends that what is forensically required is enhancement of the capacity of triers of fact to appreciate informedly and authentically, sometimes in a nuanced way, how persons with different, damaged or deteriorating brains experience situations and others' behaviour so that accused persons' conduct can fairly be evaluated without imposition of assumptions or expectations in respect of "normal persons" that may not be apposit


Les visages craintifs non perçus favorisent la guidance de l'attention par l'amygdale

Aperçu: G.M.

(article de 2014) On sait peu de choses sur le réseau de régions cérébrales activées avant la prise de conscience explicite des stimumi sociaux émotionnellement saillants.
L'équipe a étudié cela dans une étude d'IRMf utilisant une technique qui associe des éléments de rivalité binoculaire et la suppression du flash de mouvement afin de prévenir la prise de conscience des visages effrayants et des maisons . 
Les chercheurs ont constaté une activation accrue du gyrus fusiforme gauche et de l'amygdale pour les visages effrayants par rapport aux maisons, malgré la suppression de la conscience. 
Les analyses d'interaction psycho-physiologiques ont montré que l'activation de l'amygdale a été associée à une tâche spécifique (peur des visages de plus de maisons) de modulation d'un réseau, y compris l'attention pulvinar bilatéral, bilatérale l'insula gauche, les champs oculaires frontaux, le sillon intrapariétal gauche, et le cortex visuel primaire. 
En outre, les chercheurs présentent un effet inattendu principale de l'augmentation de l'activation du cortex pariétal gauche associée à la suppression des visages craintifs par rapport aux maisons.  
Cette découverte pariétale est le premier rapport sur l'activation accrue du flux dorsal pour un objet social malgré sa suppression, ce qui suggère que l'information peut atteindre le cortex pariétal pour une classe d'objets sociaux émotionnellement saillants, même en l'absence de conscience.

Cliquer ICI pour accéder à l'intégralité de l'article en anglais 

Soc Cogn Affect Neurosci. 2014 Feb;9(2):133-40. doi: 10.1093/scan/nss116. Epub 2012 Oct 9.

Unseen fearful faces promote amygdala guidance of attention

Author information

1
The Children's Hospital of Philadelphia, Center for Autism Research, 3535 Market Street, Suite 860, Philadelphia, PA 19146, USA. troiani@mail.med.upenn.edu.

Abstract

Little is known about the network of brain regions activated prior to explicit awareness of emotionally salient social stimuli. We investigated this in a functional magnetic resonance imaging study using a technique that combined elements of binocular rivalry and motion flash suppression in order to prevent awareness of fearful faces and houses. We found increased left amygdala and fusiform gyrus activation for fearful faces compared to houses, despite suppression from awareness. Psychophysiological interaction analyses showed that amygdala activation was associated with task-specific (fearful faces greater than houses) modulation of an attention network, including bilateral pulvinar, bilateral insula, left frontal eye fields, left intraparietal sulcus and early visual cortex. Furthermore, we report an unexpected main effect of increased left parietal cortex activation associated with suppressed fearful faces compared to suppressed houses. This parietal finding is the first report of increased dorsal stream activation for a social object despite suppression, which suggests that information can reach parietal cortex for a class of emotionally salient social objects, even in the absence of awareness.
PMID:23051897
PMCID:PMC3907921
DOI:10.1093/scan/nss116