De Hersenen Oriëntatie, september 2002 Esther Wiersinga-Post Inhoud college de Hersenen historisch overzicht (ideeën vanaf 1800) van de video PAUZE neurofysiologie - opbouw van neuronen - actie potentialen - synapsen - leren visualisatie van de menselijke 1 3 WAT IS DE BIJDRAGE VAN 'ONDERWERP X' AAN KUNSTMATIGE INTELLIGENTIE? 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 Historisch Overzicht ~ 1800 F.J. Gall frenoloog (frenologie = knobbeleer) Reactie op frenologie: P. Flourens globalist cortex functioneert als een geheel 2 4 1
Historisch overzicht 1860 1880 C. Wernicke en P.P. Broca connectionisten verschillende hersengebieden hebben verschillende functies 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. Mc-Gurk- effect globalistische visie??? 5 7 Historisch overzicht 1950 W. Penfield motorische en sensorische homunculus verschillende hersengebieden hebben verschillende functies Navigation-related structural change in the hippocampi of taxi drivers PNAS, april 2000, Maguire et al. knobbelleer??? 6 8 2
medulla en pons cerebellum superior en inferior colliculus Diencephalon Limbisch systeem Cerebrale cortex achter midden voor ruggenmerg jong evolutionair oud evolutionair Kunstmatige Intelligentie Belangrijke onderdelen van het CZS Golgi: kleuring van gehele hersencellen 11 1873: Corticale pyramide cellen (Golgi-kleuring) 9 verschillende soorten neuronen bestudering van activiteit van hersengebieden (PET, fmri, EEG) afleiden van activiteit van cellen electrische en chemische stimulatie lesie onderzoek kleuring van hersencellen (Golgi-kleuring, immunohistochemie) Technieken die hebben bijgedragen aan kennis over de : Anatomie van de 12 10 3
gyrus precentralis gyrus postcentralis tastzin centrale sulcus parietale schors frontale schors occipetale schors gezichtsveromogen reuk temporale schors gehoor gyrus precentralis primaire motor cortex gyrus postcentralis primaire sensorische cortex 13 15 (Kandel en Schwartz, fig. 1.2) onderdelen van brein met functies Onderdelen functies medulla vitale functies pons waak/slaap achter activatie van pijnsensatie cerebellum evenwicht motorische vaardigheden geconditioneerde reflexen superior colliculus visuele info verwerking midden inferior colliculus auditieve info verwerking diencephalon thalamus schakelstation voor info naar cortex hypothalamus motivatie regulatie hormonen Amygdala emotie voor limbisch Hippocampus geheugen systeem Basale ganglia motoriek septum occipetale cortex visuele perceptie pariëtale cortex tactiele perceptie, aandacht cerebrale temporale cortex auditieve perceptie cortex geheugen voor feiten begrip van gesproken taal motivatie, emotie frontale cortex cognitieve controle motorische output werkgeheugen emotie 14 16 4
locatie lesie occipetale cortex - V5 temporale cortex - gebied van Wernicke - frontale cortex - gebied van Broca parietale cortex - gebieden 5 en 7 17 homunculus van motor cortex (Penfield, 1950) (Kandel en Schwartz, fig. 1.7) 19 effecten van lesies effect gezichtsvermogen aangetast - blind voor beweging (video) geheugen beschadigd - afasie: taalbegrip aangetast - gezichtsblindheid (video) geen controle over geleerde bewegingspatronen - afasie: articulatie aangetast verstoring perceptie van spatiele relaties - neglect vinger (licht) en arm (donker) gebieden in de motor cortex van de aap. Science 268,1995 neglect 18 20 5
Neurofysiologie Menselijke : 10 12 neuronen 10 15 synaptische verbindingen 10 14 glia cellen 21 6