Wat is connectionisme eigenlijk precies?

juli 18, 2019

In dit artikel leggen we uit wat connectionisme betekent. Begrijpen hoe de hersenen werken, is een van de grootste uitdagingen op het gebied van psychologie. Er bestaan dan ook verschillende benaderingen en perspectieven.

Er vond zelfs een revolutie plaats na de opkomst van de cognitieve psychologie en de Turingmachine. Vanaf dat moment begonnen onderzoekers het brein als een informatieverwerker te beschouwen.

De computermetafoor vertegenwoordigt de eerste theorie die werd gecreëerd om het functioneren van de hersenen te verklaren. Omdat mensen zich snel realiseerden hoeveel het brein niet overweegt, namen zij zich voor om nieuwe verklaringen te zoeken en creëerden cognitieve psychologen een theorie die bekendstaat als connectionisme.

Voordat we het connectionisme uitleggen, is het echter belangrijk om te begrijpen hoe de computatietheorie van de geest de hersenen bekijkt. We zullen de belangrijkste aspecten ervan dan ook hieronder bespreken.

Cognitieve psychologie en de computatietheorie van de geest

De cognitieve psychologie beschouwt het menselijk brein als een informatieverwerker. Dit betekent dat het een systeem is dat in staat is om de gegevens uit de omgeving te coderen, aan te passen en er nieuwe informatie uit te halen. Bovendien integreert het systeem deze nieuwe gegevens in een continuüm van invoer en uitvoer.

Connectionisme

De computatietheorie van de geest beschouwt de hersenen als een computer. Via een reeks geprogrammeerde algoritmen transformeert het inkomende informatie in een reeks uitgaande informatie.

De meest relevante gebreken van deze theorie omvatten de snelheid waarmee we informatie verwerken, de flexibiliteit waarmee we handelen en de onnauwkeurigheid van onze reacties. Als ons brein algoritmen had geprogrammeerd, zouden we andere soorten reacties hebben.

Onze reacties zouden langzamer, stijver en veel preciezer zijn dan ze in werkelijkheid zijn, dit vanwege alle verwerkingsstappen die moeten worden uitgevoerd. Kortom, we zouden lijken op computers.

Hoewel we kunnen proberen deze theorie aan te passen aan nieuw bewijs, heeft de computatietheorie van de geest nog altijd tekortkomingen. Hier komt het connectionisme om de hoek kijken. Het is een veel eenvoudigere theorie dan de vorige en verklaart het functioneren van de hersenen een stuk beter.

Wat is connectionisme?

Connectionisme legt uit dat informatie wordt verwerkt via patronen van activatiespreiding. Maar wat zijn deze patronen? Eenvoudiger gezegd betekent dit dat wanneer informatie onze hersenen binnendringt, neuronen geactiveerd worden, waardoor een specifiek patroon ontstaat dat een specifieke uitvoer produceert.

Dit vormt netwerken tussen neuronen die snel informatie zullen verwerken zonder dat vooraf geprogrammeerde algoritmen nodig zijn. Laten we, om dit te begrijpen, naar een eenvoudig voorbeeld kijken.

Stel je voor dat iemand je vraagt om het concept, het idee, van een hond te definiëren. Wanneer het woord je oor bereikt, wordt de reeks neuronen die eraan is gekoppeld automatisch in je hersenen geactiveerd.

De activatie van deze groep neuronen verspreidt zich naar andere neuronen waar deze mee verbonden is. Dit kan neurale patronen omvatten die gerelateerd zijn aan de woorden zoogdier, geblaf of vacht. En dit zal ertoe leiden dat je een hond definieert als ‘een zoogdier met vacht dat blaft’.

Connectionisme: eigenschappen van connectionistische systemen

Volgens dit perspectief is het zo dat om deze systemen te laten werken zoals het menselijk brein zich lijkt te gedragen, ze aan bepaalde voorwaarden moeten voldoen. De basiseigenschappen waaraan moet worden voldaan, zijn onder meer:

  • Activatiespreiding. Dit betekent dat neuronen, indien geactiveerd, van invloed zijn op de neuronen waarmee ze verbonden zijn. Dit kan gebeuren door hun activatie te vergemakkelijken of door het te blokkeren. In het vorige voorbeeld faciliteren hondneuronen de neuronen die verwant zijn aan zoogdieren, maar remmen ze de neuronen die gerelateerd zijn aan reptielen.
  • Neuraal leren. Het leerproces en ervaring beïnvloeden de verbindingen tussen neuronen. Als we dus veel honden zien die een vacht hebben, zullen de verbindingen tussen de neuronen die gerelateerd zijn aan beide concepten worden versterkt. Op deze manier creëren we de neurale netwerken die ons helpen informatie te verwerken.
  • Parallelle verwerking. Bij neuronen is het niet zo dat de ene activeert na de andere. De activatie vindt parallel plaats tussen alle neuronen. En het is niet nodig om het ene activatiepatroon na het andere te verwerken. Je kunt meerdere patronen tegelijkertijd laten werken. Hierdoor kunnen we veel data simultaan interpreteren. Onze capaciteit kent echter een limiet.
  • Neurale netwerken. Het systeem bestaat uit een groot netwerk van neuronen die zijn gegroepeerd door remmings- en activatiemechanismen. Informatienetwerken en gedragsmatige output zijn ook te vinden binnen deze netwerken. Deze groeperingen vertegenwoordigen de gestructureerde informatie die de hersenen bezitten en de activatiepatronen geven aan hoe ze de informatie verwerken.
Connectionisme

Conclusies

Deze manier om het neuraal functioneren te interpreteren is niet alleen erg interessant, maar onderzoek op het gebied blijkt ook productief te zijn. Er bestaan veel computersimulaties van connectionistische systemen op basis van geheugen en taal.

Deze simulaties lijken erg op menselijk gedrag. We kunnen echter nog steeds niet met zekerheid zeggen dat het brein op deze exacte manier werkt. Daarnaast heeft dit model ook een bijdrage geleverd op het gebied van computergebruik en kunstmatige intelligentie.

Tot slot, is het belangrijk om te begrijpen dat connectionisme veel complexer is dan wat we in dit artikel hebben uitgelegd. Als je nieuwsgierig bent, aarzel dan niet om connectionisme en de implicaties ervan verder te onderzoeken.