18 nov 2005 snf årsmöte / HM 1 1 Lokalisation av psykiska funktioner och dysfunktioner med hjärnavbildningsmetoder Helge Malmgren Filosofiska Institutionen, GU Föredrag vid: Sveriges Neuropsykologers Förening, årsmöte 2005 Helge Malmgren Filosofiska Institutionen, GU Föredrag vid: Sveriges Neuropsykologers Förening, årsmöte 2005

18 nov 2005snf årsmöte / HM2 Cerebral lokalisation: gamla och nya problem  Specialisering i hjärnan: från frenologin, via ”ekvipotentialitet”, till mormorsneuronet  Var ska vi lokalisera vs Vad ska vi lokalisera?  Specifikt fenomen vs dess allmänna förklaring  Psykiska funktioner: från frenologin till den kognitiva teorin om informationsprocessande  Redundans och distribuerad representation  Neural vs mental representation  Kognitiva moduler vs subsymboliska nätverk  Därför kan vi inte lokalisera psykiska funktioner!  Specialisering i hjärnan: från frenologin, via ”ekvipotentialitet”, till mormorsneuronet  Var ska vi lokalisera vs Vad ska vi lokalisera?  Specifikt fenomen vs dess allmänna förklaring  Psykiska funktioner: från frenologin till den kognitiva teorin om informationsprocessande  Redundans och distribuerad representation  Neural vs mental representation  Kognitiva moduler vs subsymboliska nätverk  Därför kan vi inte lokalisera psykiska funktioner!

18 nov 2005snf årsmöte / HM3 Specialisering i hjärnan  Begreppet ekvipotentialitet (utbytbarhet av olika delar av hjärnan) - Lashleys experiment Tanken har generellt sett litet stöd av data Redundans förekommer dock: bilaterala skador behövs för Korsakoffs amnestiska syndrom Likhet i symptom vid skador med olika lokalisation (blindhet, AE) har flera andra möjliga förklaringar Exempelvis täta interaktioner mellan centra......och/eller en hierarkisk organisation (AE och CE) Distribuerad representation är en annan möjlighet  Begreppet ekvipotentialitet (utbytbarhet av olika delar av hjärnan) - Lashleys experiment Tanken har generellt sett litet stöd av data Redundans förekommer dock: bilaterala skador behövs för Korsakoffs amnestiska syndrom Likhet i symptom vid skador med olika lokalisation (blindhet, AE) har flera andra möjliga förklaringar Exempelvis täta interaktioner mellan centra......och/eller en hierarkisk organisation (AE och CE) Distribuerad representation är en annan möjlighet

18 nov 2005snf årsmöte / HM4 Distribuerad representation i neurala nätverk  Divergens och konvergens i neurala förbindelser ger omkodning av informationen (”lite av allt överallt”)  Eventuellt sker samtidigt en informationsreduktion  Skador i en enskild enhet leder till små, utspridda förändringar i utsignalen  Divergens och konvergens i neurala förbindelser ger omkodning av informationen (”lite av allt överallt”)  Eventuellt sker samtidigt en informationsreduktion  Skador i en enskild enhet leder till små, utspridda förändringar i utsignalen (Not 2007: Ersatt av Inlärning och minne iInlärning och minne i neurala nätverkneurala nätverk. Studentlitteratur 2007.)

18 nov 2005snf årsmöte / HM5 Psykiska funktioner och dysfunktioner  Beskrivande vs förklarande nivå: ”minnesstörning” som symptom: störd prestation på minnestest eller i vardag (t.ex. 5-saksprov, oförmåga att minnas det man tänkt göra under dagen) ”minnestörning” som orsak: en defekt eller en störning i ett minnessystem eller en minnesmodul (typ: STM, arbetsminne, semantiskt minne,...) det finns sällan eller aldrig en entydig koppling: nedsatt minnesprestation kan bero på störning i en ”motivationsmodul” eller ett ”vakenhetssystem” motsvarande resonemang gäller för ett imaging- experiment vs det som experimentet skall exemplifiera  Beskrivande vs förklarande nivå: ”minnesstörning” som symptom: störd prestation på minnestest eller i vardag (t.ex. 5-saksprov, oförmåga att minnas det man tänkt göra under dagen) ”minnestörning” som orsak: en defekt eller en störning i ett minnessystem eller en minnesmodul (typ: STM, arbetsminne, semantiskt minne,...) det finns sällan eller aldrig en entydig koppling: nedsatt minnesprestation kan bero på störning i en ”motivationsmodul” eller ett ”vakenhetssystem” motsvarande resonemang gäller för ett imaging- experiment vs det som experimentet skall exemplifiera

18 nov 2005snf årsmöte / HM6 Neural och mental representation  Begreppet mental representation är centralt för den kognitiva psykologin Exempel: mental rotation av visuospatiala representationer, semantiskt minne som lagrade propositioner, CE som samordnare av information, ”language of thought” (Fodor)  Neural representation är ett informationsteoretiskt (kausalt) begrepp Exempel: neural kodning av linjer etc. i komplexa celler i det visuella systemet. Representation = pålitlig indikering  De två begreppen sammanfaller inte! Exempel: Kantdetektion genom lateral inhibition, och att vi ser konturer. Felrepresentationsproblemet, från Hume till Dretske  Begreppet mental representation är centralt för den kognitiva psykologin Exempel: mental rotation av visuospatiala representationer, semantiskt minne som lagrade propositioner, CE som samordnare av information, ”language of thought” (Fodor)  Neural representation är ett informationsteoretiskt (kausalt) begrepp Exempel: neural kodning av linjer etc. i komplexa celler i det visuella systemet. Representation = pålitlig indikering  De två begreppen sammanfaller inte! Exempel: Kantdetektion genom lateral inhibition, och att vi ser konturer. Felrepresentationsproblemet, från Hume till Dretske

18 nov 2005snf årsmöte / HM7 Två synsätt: kognitivism och det subsymboliska paradigmet  Kognitivism: Iakttagbara psykiska fenomen kan förstås som resultat av en hierarkiskt arrangerad bearbetning av mentalt representerade data, analogt med hur en dator bearbetar input och avlevererar output  Det subsymboliska paradigmet: Under den psykologiskt iakttagbara nivån förekommer bara neurala representationer, vars relationer till intentionalitet i upplevelser och beteenden inte är uppenbara  Kognitivism: Iakttagbara psykiska fenomen kan förstås som resultat av en hierarkiskt arrangerad bearbetning av mentalt representerade data, analogt med hur en dator bearbetar input och avlevererar output  Det subsymboliska paradigmet: Under den psykologiskt iakttagbara nivån förekommer bara neurala representationer, vars relationer till intentionalitet i upplevelser och beteenden inte är uppenbara

18 nov 2005snf årsmöte / HM8 Hur ska psykiska fenomen förklaras?  Enligt det subsymboliska paradigmet kan de neurala processer som förklarar psykiska prestationer som regel inte beskrivas i psykologiska termer  Föregångare/företrädare: gestaltpsykologin, Gibsons ”ekologiska optik”, den nya konnektionismen (anknyter till den matematiska teorin för neurala nätverk)  Enligt det subsymboliska paradigmet kan de neurala processer som förklarar psykiska prestationer som regel inte beskrivas i psykologiska termer  Föregångare/företrädare: gestaltpsykologin, Gibsons ”ekologiska optik”, den nya konnektionismen (anknyter till den matematiska teorin för neurala nätverk)

18 nov 2005snf årsmöte / HM9 Därför kan vi inte lokalisera psykiska funktioner  De mekanismer som ligger bakom våra psykiska prestationer kan, med hänsyn tagen till kända svårigheter (interaktion, redundans etc), i princip lokaliseras i hjärnan.  Men de kan inte beskrivas i psykologiska termer (utom indirekt), och några psykiska funktioner blir därför inte lokaliserade!  Exempel: Limbiska systemets betydelse för minnesprestationer, för upplevda emotioner och för motiverat beteende  De mekanismer som ligger bakom våra psykiska prestationer kan, med hänsyn tagen till kända svårigheter (interaktion, redundans etc), i princip lokaliseras i hjärnan.  Men de kan inte beskrivas i psykologiska termer (utom indirekt), och några psykiska funktioner blir därför inte lokaliserade!  Exempel: Limbiska systemets betydelse för minnesprestationer, för upplevda emotioner och för motiverat beteende

18 nov 2005snf årsmöte / HM10 Vad kan vi då göra istället?  Vi kan ställa upp hypoteser om de neurala system som ger upphov till specifika psykiska prestationer  Exemplet AE-syndrom: inte en dysfungerande CE, utan ett överbelastat, hierarkiskt neuralt nätverk  Viktiga ledtrådar till dessa systems uppbyggnad får vi genom att analysera samvariationen mellan olika psykiska prestationer,liksom samvariationen mellan olika psykiska defekter (syndrom)  Vi behöver kartlägga de grundläggande sambanden mellan hjärnaktivitet och upplevelser/beteenden – mellan neural och mental representation  Vi bör däremot inte släppa in fler homunculi i hjärnan...  Vi kan ställa upp hypoteser om de neurala system som ger upphov till specifika psykiska prestationer  Exemplet AE-syndrom: inte en dysfungerande CE, utan ett överbelastat, hierarkiskt neuralt nätverk  Viktiga ledtrådar till dessa systems uppbyggnad får vi genom att analysera samvariationen mellan olika psykiska prestationer,liksom samvariationen mellan olika psykiska defekter (syndrom)  Vi behöver kartlägga de grundläggande sambanden mellan hjärnaktivitet och upplevelser/beteenden – mellan neural och mental representation  Vi bör däremot inte släppa in fler homunculi i hjärnan...