Archív anyag (2010. október)

Természettudományi Kar

Kognitív Tudományi Tanszék

MTA-BME Kognitív Tudományi Kutatócsoport

Pszichológia Doktori Iskola

Az ember mint megismerő lény

A kognitív tudomány a BME doktori képzésében 2004-ben jelent meg, a Pszichológia doktori iskola keretei közt. Ugyanebben az évben alakult meg a Kognitív Tudományi tanszék. Az MTA-BME kutatócsoport 2007-ben jött létre. A Pléh Csaba akadémikus által létrehozott három szervezeti egység javarészt fiatal, nemzetközileg beágyazott kutatókból áll. Mind az oktatásban, mind a kutatásban a kognitív tudomány két fő profilját képviselik: a kognitív idegtudományt  és a pszicholingvisztikát.

VÁLOGATÁS A LEGFRISSEBB KUTATÁSI TÉMÁKBÓL

'NATURE'? / 'NURTURE'?   

A két szemmel történő sztereo- vagy mélységlátás egészséges emberi csecsemőkben 3 hónapos korban jelenik meg. Ennek hátterében az agykéreg látóterületén belül végbemenő anatómiai változások állnak, konkrétan a retinális diszparitást érzékelő binokuláris agykérgi idegsejtek kialakulása és az ún. szemdominancia-oszlopok megjelenése. Felmerül a kérdés, hogy mi történik ez alatt a három hónap alatt. Az agykéreg genetikailag előre programozott huzalozása ('Nature'), vagy pedig az idegsejtek közötti kapcsolatok ingerhatásra történő átszerveződése ('Nurture')? Erre a kérdésre koraszülöttek vizsgálatával keressük a választ, akiknek a látórendszere cca. két hónappal több ingerlésnek van kitéve, mint az időre született babáké. Vajon a valódi vagy a várt születési időpontjuk után három hónappal jelenik-e meg náluk a sztereolátás? A választ olyan agykérgi jelek mérésével (EEG) keressük, melyeket a már kialakult  sztereolátással rendelkező agy ad a két szemen át érkező, váltakozóan korrelált és dekorrelált dinamikus zajingerekre. Az EEG-ben megjelenő binokuláris válasz alapján egyértelműen azt állapítottuk meg, hogy a koraszülött csecsemők a 2 hónap extra ingerlést teljes mértékig kihasználják, és születésük után 3 hónappal már náluk is mérhető a szeterolátás meglétére utaló agykérgi hullám ('Nurture'). Ez  azt jelenti, hogy az emberi agykéreg jóval plasztikusabb és ingerbefolyásoltabb, mint azt korábban gondoltuk! Ezt a munkát Dr. Jandó Gáborral (Pécsi Egyetem) együttműködésben végezzük, s az eredmények a Science c. folyóiratnál jelenleg elbírálás alatt állnak. Következő lépésként, a közeli infravörös spektroszkópia (NIRS) alkalmazásával azt szeretnénk megvizsgálni, hogy ez a fokozott rugalmasság a tanulás mechanizmusainak humán-specifikus jellegzetességeiből, vagy pedig a kéreg makrostrukturális eltéréseiből fakad. A NIRS berendezés beszerzéséhez támogatót keresünk.

    Témavezető: Kovács Ilona.

Könyv a párna alatt?... avagy az ALVÁS és a TANULÁS összefüggéseiről

Az emberi készségtanulás és az alvás összefüggéseit az MTA-BME Kognitív Tudományi Kutatócsoportja OTKA- és NIMH-támogatással végzi. A csoport vezetőjének korábbi munkájára építve, a kutatócsoport genetikusan meghatározott fejlődési zavarokkal élők és tipikusan fejlődő emberek esetén vizsgálja az érzékeléssel kapcsolatos és mozgásos készségtanulási folyamatokat. Mint azt korábban kimutatták, az érzékelés finomságát, csakúgy mint a mozgás finomkoordinációját meghatározó agykérgi mechanizmusok ember esetén meglehetősen lassan, évtizedek alatt válnak éretté. Ezen hosszú időszak alatt az emberi agykéreg nagyon fogékony egyrészt a külvilági ingerek, másrészt a genetikai vagy környezeti eredetű károsító tényezők iránt. Mind a fejlődés szolgálatában álló, mind az annak ellenében ható tényezők felderítése nagyon fontos, hiszen ezek segíthetnek az egészséges fejlődés előmozdításában (a nevelésben és iskolai tanításban), illetve a már károsodott fejlődési irányok korrekciójában (a gyógyításban). A fejlődési rendellenességgel, s ennek következtében mentális retardációval élők súlyos terhet rónak a társadalomra, mivel nem képesek önálló életvitelre, és biztosítani kell hosszútávú gondozásukat, valamint a családok folyamatos támogatását. A kutatás két oldalról könnyít ezen a problémán: (1) korai diagnózist és ezáltal korai fejlesztési lehetőségeket biztosít, (2) a már kialakult súlyos problémákat is kezelni tudja az epigenetikus tényezők (például alvásmintázat) viselkedéses vagy gyógyszeres javításával. Ezáltal a sérültek életminősége javul, és az önálló életvezetés lehetősége is felmerülhet. A mai, alvásmegvonással küzdő társadalomban természetesen a tipikusan fejlődő populációra nézve is levonhatók konklúziók.

Eddigi munkánkban az elsődleges látókéreg (az illusztráción bemutatott zajba ágyazott kontúr detekciója révén vizsgálva)  és az elsődleges motoros kéreg plaszticitásának fejlődési-tanulási profiljait állítottuk fel. Predikciókat tettünk arra vonatkozólag, hogy a tanulási zavarok hátterében (1) agykérgi strukturális probléma, (2) alvászavar vagy (3) mindkettő áll. A predikciók ellenőrzésének első lépéseként a viselkedéses adatok egyeztetését végeztük el az alvás mikromintázatának elektrofiziológiai méréseivel. Az eredmények nem egyszerűen általános pervazív tanulási zavarokra, s ezek hátterében álló súlyos alvászavarokra, hanem ennél sokkal árnyaltabban, egyénileg definiálható tanulási, illetve alvási problémákra utalnak. Az alvásfüggő érési és tanulási folyamatok feltárásán túl, már most olyan konkrét agyi mechanizmusokra tudunk rámutatni, melyek lehetőséget nyitnak a beavatkozásra. Az eddigi eredmények a Journal of Vision,  a Developmental Science és a Journal of Developmental Disorders című folyóiratokban állnak közlés alatt. Következő lépésként már megkezdtük a genetikai mintagyűjtést a vizsgált sérült-populációban, valamint az agyi képalkotó eljárások (MRI, fMRI, DTI) bevonását a vizsgálatokba. A gén-deléció mértékéről és az agyi képalkotó eljárásokkal feltárt anatómiai elváltozásokról szerzett ismeretek birtokában, a korábbi viselkedéses és elektrofiziológiai módszerekkel már feltérképezett populáció esetén, a gének és a viselkedés között eddig nem látott funkcionális összefüggések feltárására számítunk. A genetikai és a képalkotó vizsgálatokhoz támogatókat keresünk.

Témavezető: Kovács Ilona.

Mi beszél? A HALLÁSi információ szerveződése az emberi agyban

A Pszichológia Doktori Iskola hallgatói az MTA Pszichológiai Intézetében Winkler István témavezetésével végeznek hallási észleléssel kapcsolatos kutatásokat. Ezek közül kiemelkedő az újszülöttek zenei érzékenységét vizsgáló munka. A legújabb vizsgálatok fő kérdése, a témavezető korábbi munkájára építve, hogy miként szervezi az agy tárgyreprezentációkba a beérkező szenzoros információkat. A hallásban már maga a tárgy fogalma sem egyértelmű. A tárolás szempontjából mind a hangforrás (a fizikai tárgy), mind a hangmintázat (dallam, beszéd stb.) olyan egységnek tűnik, amelyik rendelkezik „tárgyra” jellemző tulajdonságokkal (tulajdonságai vannak, elválasztható más tárgyaktól, különböző megjelenései alapján felismerhető és az aktuálisan hiányzó információkat ugyanúgy kipótoljuk, mint a látás esetén). Ráadásul, az egyszerre aktív hangforrások jelei összekeveredve érkeznek a két fülbe. Az inverz probléma megoldásához és a tárgyak szétválasztásához ezért az evolúció során bevált, illetve életünk során tanult heurisztikákat is felhasználunk. A szétválasztás folyamatát a szakirodalomban tipikusan egy egyszerűsített ABA– hangsoron tanulmányozzák, amelyben ‘A’ és ’B’ két különböző hangot, a ‘–‘ jel pedig egy hang hosszúságnyi szünetet jelöl. A két hang közötti különbség mértéke és a bemutatási sebesség függvényében ezt a hangsort hallhatjuk egyetlen koherens vagy két párhuzamosan jelen lévő hangláncként (hangillusztráció). Újabb kutatások kimutatták, hogy az ilyen hangsorok észlelése hosszabb (>2 perc) bemutatás esetén a paraméterektől függetlenül ingadozik a két gyakori szerveződés között. Mivel a mindennapi életben nem észlelünk hasonló jelenséget, kutatási programunkban azt a kérdést vizsgáljuk, hogy milyen információ szükséges az észlelés stabilizálásához. Következő lépésként azt tervezzük, hogy a látás és a hallás területén megnyilvánuló preceptuális szerveződési jelenségeket összevetjük, és közös modellbe foglaljuk. A hallás és a látás integratív modelljének megvalósításához támogatókat keresünk.

Témavezető: Winkler István.

Csak a nyelv? Tanulás SPECIFIKUS NYELVI ZAVARban

A specifikus nyelvi zavarral (SNYZ) élő gyerekek elsősorban a nyelvi képességek területén küzdenek nehézségekkel, miközben nincs halláskárosodásuk, neurológiai zavaruk, érzelmi vagy társas problémájuk, értelmi sérülésük és átlagos környezetben nevelkednek. Bár egyes javaslatok szerint SNYZ-ban a nyelv szelektíven sérül az egyébként érintetlen kognitív rendszerben, számos eredmény azt mutatja, hogy gyakran nem nyelvi területeken is deficitek figyelhetők meg, de ezeknek a természete, mértéke és általánossága még nem tisztázott, mint ahogy az sem, hogy milyen kapcsolatban állnak a nyelvi képességekkel. Miután magyar SNYZ-ral élő gyerekek nyelvi képességeit részletesen feltérképeztük, csoportunk most a szekvenciális és nem szekvenciális információ procedurális tanulásának vizsgálatára összpontosít, és teszteli a tanulás ilyen formáinak nyelvi képességekkel való kapcsolatát (a szókincs és a nyelvtan területén is). A procedurális tanulás mechanizmusainak és tartományainak lehetséges disszociációit három különböző paradigmával vizsgáljuk: Mesterséges Nyelvtan Tanulás (AGL), Szeriális Reakcióidő Feladat (SRT) és Valószínűségi Kategóriatanulás (PCL). Eddigi eredményeink szerint a nyelvi zavart mutató gyerekek, ellentétben az azonos életkorú tipikus fejlődésű gyerekekkel, nem tanulnak a valószínűségi kategorizációs képességeket vizsgáló feladatban. Ez az eredmény rámutat, hogy a nyelvi rendszeren és a szekvenciális szerveződésen túlmutató problémákkal is számolnunk kell. Az előzetes eredmények szerint a (kitalált szabályok alapján álszótagokból generált mondatok hallgatására épülő) mesterségesnyelvtan-tanulás is sérül, de a tanulás sértetlen az SRT feladatban, amely helyek sorozatának implicit megjegyzésére épül. A további vizsgálatok célja a nem nyelvi tanulási mechanizmusok és a nyelv kapcsolatának pontosabb tisztázása.

Témavezető: Lukács Ágnes

Megértheti-e a számítógép a METAFORÁKat?

A számítógépes nyelvészet egyik legdinamikusabb kutatási területe a természetes nyelv automatikus szemantikai elemzése. Ezen belül kivételesen nehéz problémát jelent a jelentés azon aspektusainak feldolgozása, amelyek nem következnek jól meghatározható módon a szavak szótári jelentéséből és a mondatszintaxisból. Kutatási projektünk erre a problémára keres megoldást a szó szerinti, illetve tipikusan elvont metaforikus nyelvhasználat korpuszalapú elemzésén keresztül. A projekt első szakaszában azt a kérdést vizsgáljuk, hogy a Kognitív Nyelvészet testesültség hipotézise által feltételezett folyamatok milyen mértékben járulhatnak hozzá a fogalmi metaforák azonosításához. Elemzéseinket 12 gyakori fogalmi metafora köré építettük, amelyeket a konkrét értelmű forrástartomány és az elvont értelmű céltartomány közötti következetes kapcsolat jellemez. Vizsgálatunk tárgya az a kérdés, hogy egy-egy természetes nyelvi mondatban a forrástartomány, illetve a céltartomány fogalomkörébe tartozó szavak együttes előfordulása milyen mértékben jelzi a metaforikus nyelvhasználatot. A kérdés megválaszolásához definiálnunk kell a forrástartományok és a céltartományok fogalomkörébe tartozó szavak listáit. Három különböző módszert vetettünk össze: a) szóasszociációkat gyűjtöttünk egy pszicholingvisztikai kísérletben, b) szinonima szótár segítségével és c) kézzel annotált korpuszból kivont fogalmi metaforát tartalmazó mondatokból kivont szavakból. Az eredmények azt mutatják, hogy a korpusz-alapú módszer vezet a legjobb teljesítményhez a metaforikus kifejezések automatikus azonosításában. Ez arra utal, hogy a metaforákat leginkább a természetes nyelv statisztikai tulajdonságai alapján definiálhatjuk. A statisztikai tulajdonságok pontos meghatározásához és a feldolgozás folyamatának felderítéséhez további pszicholingvisztikai kísérletekre és korpuszelemző modellekre van szükség. Ezek megvalósításához támogatókat keresünk.

Témavezető: Babarczy Anna

Kiemelt publikációk

5 kiemelt publikáció az elmúlt 5 évből:

• Pléh Cs: A lélektan története (The history of psychology), 2nd ed., Budapest, Osiris, 2010.
• Kovacs I: Hot-Spots and Dynamic Coordination in Gestalt Perception Ernst Strüngmann Forum Dynamic Coordination in the Brain: From Neurons to Mind. MIT Press, 2010.
  
• Winkler I, Haden GP, Ladining O, et al.: Newborn infants detect the beat in music. PNAS (USA)  106/7 , 2468-247, 2009
  IF: 9,380, Times Cited: 12
• Racsmany M, Conway MA, Garab EA, Cimmer Cs, Janka Z, Kurimay T, Pléh Cs and Szendi I.: Disrupted memory inhibition in schizophrenia. Schizophrenia Research 101/1–3, 218–224, 2008
  IF: 4,260, Times Cited: 5
  
• Lukács Á.: Language Abilities in Williams Syndrome. Budapest, Akadémiai. 2005.
  

5 régebbi kiemelt publikáció:

• Naatanen R, Winkler I: The concept of auditory stimulus representation in cognitive neuroscience. Psychological Bulletin 125/6, 826–859,1999
  IF: 10,905, Times Cited: 426
  
• Kovacs I, Papathomas TV, Yang M, et al.: When the brain changes its mind: Interocular grouping during binocular rivalry. PNAS (USA) 93/26,15508–15511,1996
  IF: 10,244, Times Cited: 133
• Kovacs G, Vogels R, Orban GA.: Cortical correlate of backward pattern masking. PNAS (USA) 92 /12, 5587–5591, 1995
  IF: 10.450,  Times Cited: 101
• Kovacs I, Julesz B: Perceptual sensitivity maps within globally defined visual shapes. Nature (London) 370/6491, 644–646, 1994.
  IF: 25,466, Times Cited: 108
• Kovacs I, Julesz B.: A closed curve is much more than an incomplete one. PNAS (USA) 90 /16, 7495–7497, 1993
  IF: 10.325,  Times Cited: 237

Résztvevők bemutatása: