TALLER DE EPISTEMOLOGIA

Una breve historia del conexionismo

David A. Medler

Proyecto de Computación Biológica

Departamento de Psicología de la Universidad de Alberta

Alberta, Canadá, T6G 2E9

Abstracto

Investigación conexionista está firmemente establecida en la comunidad científica, especialmente en el campo multidisciplinario de la ciencia cognitiva. Esta diversidad, sin embargo, ha creado un ambiente que hace que sea difícil para los investigadores conexionistas de permanecer al tanto de los últimos avances en el campo, y mucho menos comprender cómo el campo se ha desarrollado. En este trabajo se intenta abordar este problema proporcionando una breve guía para la investigación conexionista. El trabajo comienza con la definición de los principios básicos del conexionismo. A continuación, el desarrollo de la investigación conexionista está trazado, comenzando con predecesores filosóficos del conexionismo, moviéndose a las influencias psicológicas y neuropsicológicas tempranas, seguidos de las contribuciones matemáticas e informáticas a la investigación conexionista. La investigación actual es entonces revisada, centrándose específicamente en los diferentes tipos de arquitecturas de red y reglas de aprendizaje en uso. El artículo concluye sugiriendo que la red neuronal en la investigación, al menos en la ciencia cognitiva-debe avanzar hacia modelos que incorporan los principios funcionales inherentes a los sistemas neurobiológicos.

1 La Revolución conexionista

Esta solución toma la forma de un nuevo asociacionismo, o mejor, puesto que difiere profunda y ampliamente del asociacionismo británico mayor, de un nuevo conexionismo. ([109], p. 4) La investigación conexionista está firmemente establecida dentro de la comunidad científica. Los investigadores se encuentran en campos como la inteligencia artificial [33] [1], la neurociencia cognitiva [76], la economía [117] [121], la lingüística [84], la filosofía [48], y la física [47], por nombrar sólo pocos. Incluso se ha sugerido que el conexionismo representa un cambio de paradigma de similar al Kuhniano a para la psicología [98].

Pero, tal vez el campo que más se ha beneficiado de la investigación conexionista es el campo multidisciplinario de la ciencia cognitiva [8] [19] [96] [69] [108]. Como Hanson y Olson han declarado: "La revolución de la red neuronal ha sucedido Estamos viviendo las consecuencias." ([42], 332 p.). Por desgracia, esta revolución ha creado un ambiente en el cual los investigadores pueden encontrar dificil mantenerse al día con los últimos avances en la investigación de redes neuronales. Por otra parte, la historia de la investigación conexionista es a menudo pasada por alto, o al menos mal interpretada [81]. Como resultado, una visión popular entre los investigadores actuales es que el conexionismo realmente surgió en la década de 1980 | sólo hay una breve mención de la investigación antes de esa época (por ejemplo, [8], [48]).

Conexionismo, sin embargo, tiene mucho pasado. De hecho, se puede rastrear el origen de las ideas conexionistas a principios del filósofo griego, Aristóteles y sus ideas sobre asociaciones mentales. Estas ideas fueron elaboradas por los empiristas británicos, y después naturalmente por los fundadores de la psicología. Neuropsicólogos luego contribuyeron al crecimiento del conexionismo al tratar de relacionar los procesos de aprendizaje y memoria a las propiedades subyacentes del cerebro. Sin embargo, esto es sólo la mitad de la imagen. La otra mitad de la imagen se rellena por los investigadores dedicados a la investigación matemática y la ciencia de la computación temprana que contribuyeron a, la comprensión de cómputo formal de tanto el poder y las limitaciones de las redes conexionistas.

Aunque se podría argumentar que estos últimos investigadores no eran verdaderos conexionistas "en términos actuales, las ideas que puso adelante en las disciplinas de la filosofía, la psicología, neuropsicología, matemáticas y ciencias de la computación están totalmente encarnadas en el conexionismo de hoy. Y, sólo es a través de una revisión de las aportaciones realizadas por cada una de estas disciplinas que podemos colocar conexionismo en el contexto adecuado para hoy.

2 Conexionismo y Ciencia Cognitiva

Antes de comenzar con la definición del conexionismo, es necesaria una breve digresión. Como se señaló anteriormente, el conexionismo se utiliza en muchos campos diferentes de la ciencia. Por ejemplo, las redes conexionista se han utilizado para ayudar a trabajo astronómico [106], ayudando diagnóstico médico [20], la regulación de la gestión de la inversión [121], y el control de movimiento de las extremidades robóticas [113]. Muchos de estos sistemas, sin embargo, se abordan desde una perspectiva de ingeniería, es decir, los diseñadores sólo están interesados en la toma de las redes tan eficiente como sea posible (en términos de topología de la red, las respuestas correctas, y la generalización). En consecuencia, esta actitud hacia el conexionismo podría caracterizarse como el enfoque de la ingeniería "De hecho, sólo puede ser el enfoque que Reeke y Edelman tenía en mente cuando ofrecieron esta evaluación contundente de la investigación conexionista:

Estos nuevos enfoques, la etiqueta engañosa 'neural informática de red ' Pese a ello, se inspiran en la física estadística y la ingeniería, no de la biología. ([37], p. 144)

Aunque el enfoque de la ingeniería a la investigación conexionista es de interés y exige mucha atención, en este artículo vamos a revisar el conexionismo desde una perspectiva diferente | de la ciencia cognitiva. Este segundo enfoque utiliza el conexionismo para responder a preguntas relacionadas con la cognición humana, a partir de los procesos de percepción a los procesos de "nivel superior", como la atención y el razonamiento. Es decir, los científicos cognitivos conexionistas están interesados en la elaboración de su inspiración de la biología, no en la tecnología. Por consiguiente, los objetivos de la estrategia de ingeniería (por ejemplo, reduciendo al mínimo la estructura de red, mejorando la generalización, etc) no son necesariamente las de la aproximación a la ciencia cognitiva conexionista. Para entender lo que estos objetivos son, sin embargo, tenemos que entender lo que la ciencia cognitiva es:

2.1 Ciencia Cognitiva

El "nacimiento" de la ciencia cognitiva a menudo se remonta

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