الارتباطية المعرفية في علم النفس

هناك أدلة وافرة من البحث النفسي في الذكاء الاصطناعي على أن المهام المعرفية مثل التعرف على الأشياء والتخطيط، وحتى الحركة المنسقة تمثل مشاكل تقوم الارتباطية المعرفية في علم النفس على حلها وإدارتها، بالرغم من أن الأنظمة الكلاسيكية قادرة على إرضاء القيود المتعددة، إلا أن البعض يجادلون بأن نماذج الارتباطية المعرفية في علم النفس توفر آليات طبيعية أكثر للتعامل مع مثل هذه المشكلات.

الارتباطية المعرفية في علم النفس

تتكون الارتباطية المعرفية في علم النفس من عدد كبير من الوحدات المرتبطة ببعضها البعض في نمط من الاتصالات، عادةً ما يتم فصل الوحدات الموجودة في الشبكة إلى ثلاث فئات وحدات الإدخال التي تتلقى المعلومات المطلوب معالجتها، ووحدات الإخراج حيث يتم العثور على نتائج المعالجة، والوحدات الواقعة بين الوحدات المخفية المسماة، فإذا كانت الارتباطية المعرفية في علم النفس ستقوم بنمذجة الجهاز العصبي البشري بأكمله، فإن وحدات الإدخال ستكون مماثلة للخلايا العصبية الحسية ووحدات الإخراج للخلايا العصبية الحركية، والوحدات المخفية لجميع الخلايا العصبية الأخرى.

كل وحدة إدخال لها قيمة تنشيط في الارتباطية المعرفية في علم النفس تمثل بعض الميزات الخارجية لها، حيث ترسل وحدة الإدخال قيمة التنشيط الخاصة بها إلى كل وحدة من الوحدات المخفية المتصلة بها، وتحسب كل من هذه الوحدات المخفية قيمة التنشيط الخاصة بها اعتمادًا على قيم التنشيط التي تتلقاها من وحدات الإدخال، ثم يتم تمرير هذه الإشارة إلى وحدات الإخراج أو إلى طبقة أخرى من الوحدات المخفية.

تحسب هذه الوحدات المخفية قيم التنشيط الخاصة بها بنفس الطريقة وترسلها إلى جيرانها، في النهاية تنتشر الإشارة في وحدات الإدخال على طول الطريق عبر الشبكة لتحديد قيم التنشيط في جميع وحدات الإخراج، ومنها يتم تحديد نمط التنشيط الذي تم إعداده بواسطة الشبكة المعرفية الارتباطية من خلال الأوزان أو قوة التوصيلات بين الوحدات.

قد تكون الأوزان في الارتباطية المعرفية في علم النفس موجبة أو سلبية، حيث يمثل الوزن السالب تثبيط وحدة الاستقبال بواسطة نشاط وحدة الإرسال، ويتم حساب قيمة التنشيط لكل وحدة استقبال وفقًا لوظيفة التنشيط البسيطة، وتختلف وظائف التنشيط بالتفصيل لكنها تتوافق جميعها مع نفس الخطة الأساسية، ومنها تجمع الوظيفة الرئيسية في الارتباطية المعرفية في علم النفس مساهمات جميع الوحدات المرسلة معًا، حيث يتم تعريف مساهمة الوحدة على أنها وزن الاتصال بين الوحدتين المرسلة والمستقبلة مضروبًا في قيمة تنشيط الوحدة المرسلة.

عن طريق ضبط مجموع التنشيط على قيمة بين الصفر والواحد أو عن طريق تعيين التنشيط على صفر ما لم يتم الوصول إلى مستوى عتبة المجموع، تفترض الارتباطية المعرفية في علم النفس أنه يمكن تفسير الأداء المعرفي من خلال مجموعات من الوحدات التي تعمل بهذه الطريقة؛ نظرًا لأنه من المفترض أن تقوم جميع الوحدات بحساب نفس وظيفة التنشيط البسيطة تقريبًا، بالتالي يجب أن تعتمد الإنجازات الفكرية البشرية بشكل أساسي على إعدادات الأوزان بين الوحدات.

في الارتباطية المعرفية في علم النفس قد تتضمن النماذج الأكثر واقعية للدماغ طبقات عديدة من الوحدات المخفية، والوصلات المتكررة التي ترسل الإشارات مرة أخرى من المستويات الأعلى إلى المستويات الأدنى، حيث يعتبر هذا التكرار ضروري لشرح هذه السمات المعرفية مثل الذاكرة قصيرة المدى، ففي شبكة المعرفة الارتباطية للتغذية الأمامية تنتج العروض التقديمية المتكررة لنفس المدخلات نفس المخرجات في كل مرة، ولكن حتى أبسط الكائنات تتعود أو تتعلم كيف تتجاهل العرض المتكرر لنفس الحافز.

شبكة التعلم العصبية والانتشار العكسي في الارتباطية المعرفية في علم النفس

إن العثور على مجموعة الأوزان المعرفية الصحيحة لإنجاز مهمة معينة هو الهدف المركزي في البحث النفسي الخاص بالارتباطية المعرفية في علم النفس، حيث تم ابتكار خوارزميات التعلم التي يمكنها حساب الأوزان المعرفية الصحيحة لتنفيذ العديد من المهام وتنقسم هذه إلى فئتين عريضتين التعلم الخاضع للإشراف والتعلم غير الخاضع للإشراف، فالتعلم هو الشكل الأكثر شهرة غير الخاضع للرقابة.

عندما يتم تقديم كل مدخل إلى الشبكة تزداد الأوزان المعرفية بين العقد النشطة معًا، بينما تقل الأوزان المعرفية التي تربط العقد غير النشطة معًا، هذا النوع من التدريب مفيد بشكل خاص لبناء شبكات معرفية ارتباطية يمكنها تصنيف المدخلات إلى فئات مفيدة، ولاستخدام هذه الطريقة يحتاج المرء إلى مجموعة تدريب تتكون من العديد من الأمثلة على المدخلات والمخرجات المرجوة لمهمة معينة.

هذه المجموعة الخارجية من الأمثلة تشرف على عملية التدريب، فإذا كانت المهمة على سبيل المثال هي التمييز بين الوجوه الذكورية والأنثوية، فقد تحتوي مجموعة التدريب على صور للوجوه مع إشارة إلى جنس الشخص الذي تم تصويره في كل وجه، وقد تحتوي الشبكة المعرفية الارتباطية التي يمكنها تعلم هذه المهمة على وحدتي إخراج تشير إلى فئات الذكور والإناث والعديد من وحدات الإدخال  واحدة مخصصة للسطوع في الصورة.

تعتبر شبكات التدريب في الارتباطية المعرفية في علم النفس هي نمذجة جوانب الذكاء البشري بشكل جيد فقد يعتمد النجاح مع طرق التعلم التوصيلية الأخرى على تعديل دقيق تمامًا للمعلومات المعرفية ومجموعة التدريب، ويتضمن التدريب عادةً مئات الآلاف من جولات ضبط الوزن المعرفي الخاص؛ نظرًا لمحدودية أجهزة الكمبيوتر في الماضي استغرق تدريب شبكة المعرفة الارتباطية لأداء مهمة مثيرة أيامًا أو حتى أسابيع.

وفي الآونة الأخيرة ساعد استخدام المعالجات المخصصة المتوازية على نطاق واسع في تخفيف هذه الأعباء المعرفية الحسابية الثقيلة، ولكن حتى هنا ستظل بعض القيود المفروضة على نظريات الاتصال المعرفي في التعلم بحاجة إلى المواجهة، حيث يظهر البشر القدرة على التعلم من أمثلة فردية.

نقاط القوة والضعف في الارتباطية المعرفية في علم النفس

يهتم الفلاسفة من علماء النفس بالارتباطية المعرفية في علم النفس؛ لأنها قد توفر إطارًا جديدًا لفهم طبيعة العقل وعلاقته بالدماغ، وتبدو النماذج الارتباطية المعرفية متوافقة بشكل خاص مع ما نعرفه عن علم الأعصاب، حيث إن الدماغ هو بالفعل شبكة عصبية معرفية ارتباطية، تتكون من العديد من الوحدات الضخمة مثل الخلايا العصبية ووصلاتها مثل المشابك العصبية، علاوة على ذلك تشير العديد من خصائص نماذج الارتباطية المعرفية في علم النفس إلى أن الاتصال قد يقدم صورة مخلصة بشكل خاص لطبيعة المعالجة المعرفية.

تُظهر الارتباطية المعرفية في علم النفس مرونة قوية في مواجهة التحديات التي يفرضها العالم الحقيقي، حيث يؤدي الإدخال الصاخب أو تدمير الوحدات إلى تدهور وظيفي بشكل سريع، ولا تزال استجابة الارتباطية المعرفية مناسبة وإن كانت أقل دقة إلى حد ما، في المقابل عادةً الارتباطية المعرفية في علم النفس أيضًا مهيأة جيدًا بشكل خاص للمشكلات التي تتطلب حل العديد من القيود المتضاربة بشكل متوازٍ.