Prediction as the baris of low level cognitive organization

Abstract

ÖZET BİLİŞSEL DİZGENİN ALT DÜZEY ÖĞELERİNİN TAHMİN ETME TEMELİNDE ORGANİZASYONU Armağan Yavuz Bilgisayar ve Enformatik Mühendisliği, Yüksek Lisans Danışman: Yrd. Doç. Dr. David Davenport Ocak 1998 Bu tezde beyinin alt düzey duyusal-motor işlevlerinin tahmin etme temelinde organize olduğu öne sürülmektedir. Bu öneri duyusal-motor sistemler hakkındaki varolan kuramlardan oldukça farklıdır ve şu şekilde özetlenebilir: Beyindeki birtakım basit mekanizmalar diğerlerinin o anki ya da gelecekteki durumlarını tahmin ederler. Bu mekanizmalar dinamik olarak.oluşabilir ya da yok olabilirler. Tahminlerdeki doğruluk derecesi bu süreçte seçim kriteri olarak rol oynar. Basit mekanizmalar bu şekilde birbirlerine bağlanır ve hiyerarşik kompleksler oluştururlar. Bu kompleksler, ilginç olayları tanıma, yüksek düzey gösterimler oluşturma, ve bir hedefe yönelik etkinliklere yardımcı olma gibi bir dizi işlevi yerine getirirler. Dikkat ve bellek gibi diğer dizgeler bu işlemlere yardımcı olur ve bu sistemden yararlanırlar. Tahmin temelinde gerçekleşen böyle bir organizasyon alt-düzey bilişsel etkinliklerin temelini oluşturur. Bu tezde, tahmin temelinde çalışan bir duyusal-motor sistem modeli verilmekte ve bu modelin algıya ilişkin bazı ilginç problemleri nasıl çözümlediği ve diğer bilişsel etkinliklerle nasıl ilişkili olabileceği tartışılmaktadır. Anahtar Sözcükler: tahmin mekanizması, gösterimlerin oluşumları, konstrük- tivizm, algı, biliş, bilişsel bilim. iv

ABSTRACT PREDICTION AS THE BASIS OF LOW LEVEL COGNITIVE ORGANIZATION Armağan Yavuz M.S. in Computer Engineering and Information Science Advisor: Asst. Prof. David Davenport January, 1998 I suggest that the brain's low-level sensory-motor systems are organized on the basis of prediction. This suggestion differs radically from existing theories of sensory-motor systems, and can be summarized as follows. Certain simple mechanisms in the brain predict the current or future states of other brain mecha nisms. These mechanisms can be established and disposed dynamically. Success ful prediction acts as a kind of selection criteria.and new structures are formed and others are disposed according to their predictive powers. Simple mechanisms become connected to each other on the basis of their predictive power, possibly establishing hierarchical structures, and forming large complexes. The complexes so formed, can implement a number of functionalities including detecting inter esting events, creating high-level representations, and helping with goal-directed activity. Faculties such as attention and memory contribute to such processes of internal predictions and they can be studied and understood within this setting. All of this does not rule out the existence of other mechanisms, but an organiza tion driven by prediction serves as the backbone of low-level cognitive activity. I develop a computational model of a sensory-motor system that works on this basis. I also show how this model explains certain interesting aspects of human perception and how it can be related to general cognitive capabilities. Keywords: prediction mechanism, emergent representations, constructivism, per ception, cognition, cognitive science. m