Функциональные состояния человека: 8.1. Функциональные состояния человека

Слабый: относится к определенному набору когнитивных способностей, которые позволяют предсказывать и объяснять поведение
Наличие убеждений и желаний

Сильное: теория поведения, представленная в мозге
Эмпирическая теория (Фодор)

Почему ФП следует рассматривать как теорию
Черчленд утверждает, что если мы будем рассматривать народную психологию как теорию, мы сможем объединить наиболее важные проблемы философии разума, в том числе:
1.объяснение и предсказание поведения
2. значения наших терминов для ментальных состояний
3. проблема другого разума
4. интроспекция
5. интенциональность ментальных состояний
6. проблема разум-тело

1. FP объясняет и предсказывает поведение:

1. Все мы можем довольно легко и успешно объяснять и даже предсказывать поведение других людей и даже животных
2. Эти объяснения и предсказания приписывают убеждения и желания другим
3.Кроме того, объяснения и предсказания предполагают наличие законов. интегрированный свод знаний о законных отношениях, существующих между внешними обстоятельствами, внутренними состояниями и поведением »(стр. 69).

FP занимается проблемой значений наших терминов для психических состояний:
Если народная психология В теории семантика наших терминов понимается так же, как семантика любых других теоретических терминов.
Значение теоретического термина вытекает из сети законов, в которой он фигурирует

3.ФП как теория имеет дело с проблемой других умов:
1. Мы не делаем вывод о том, что у других есть разум, исходя из их поведения (если крик, то боль, или если сломали ногу и кричали раньше, то боль)
2. Рискованно обобщение из нашего собственного случая (цель: теория моделирования)
3. Скорее, вера в то, что у других есть разум, является объяснительной гипотезой, принадлежащей народной психологии. ФП дает объяснения и прогнозы (посредством набора законов).

4. Интроспективное суждение — частный случай теории

5.ФП имеет дело с интенциональностью:
Интенциональность ментальных состояний — это не таинственная особенность природы, а скорее «структурная особенность» концепций народной психологии
Эти структурные особенности показывают, насколько ПП похожа на теории в физических науках
Напр., Пропозициональные установки (имеет убеждение, что p или желание, чтобы p) подобны «числовым установкам»: имеет массу n, скорость n и т. д.
В обоих случаях логические отношения между «установками» такие же, как и
В обоих случаях мы можем формировать законы путем количественной оценки «для всех n» или «для всех p»
Единственное различие между ФП и теориями в физических науках заключается в том, какие абстрактные сущности они используют: вместо номеров

6.FP проливает свет на проблему разума и тела

Телеофункционализм — Scholarpedia

Телеофункционализм — это философская теория разума, согласно которой: то, что делает данный тип ментального состояния таким, каким он является, является его отличительной работой или функцией в его рамках. психобиология субъекта.

Функционализм

Функционализм в философии разума — это теория о природе психических состояний, согласно которой они характеризуются своими «функциональными ролями».«У нормальных людей эти роли будут выполняться нейрофизиологическими состояниями мозга или в нем. Однако, согласно функционализму, психические состояния не должны характеризоваться нейрофизиологически; скорее, их природа задается в терминах их вычислительных или, возможно, других причинных связей. к перцептивному входу, другим психическим состояниям и поведенческому выходу. Например, боль обычно вызвана повреждением тела или другим физическим нарушением; это, в свою очередь, вызывает веру в такой ущерб, желание его прекратить, отвлечение и также типичное поведение замкнутости, предпочтения и беспокойства.Таким образом, функционалист утверждает, что для существа быть в ментальном состоянии типа M означает находиться во внутреннем состоянии, которое имеет функциональную роль, характерную для M, не больше и не меньше.

(Можно придерживаться функционалистской теории одних типов психических состояний, но не других.)

Функционализм был вдохновлен компьютерной моделью разума и, в частности, идеей, что ментальные состояния аналогичны вычислительным состояниям, которые характеризуются на уровне программного обеспечения, а не на уровне какого-либо оборудования, которое их «реализует».Действительно, функционалисты считают, что ментальные состояния «многократно реализуемы» в том смысле, что состояния одного и того же типа — боль, вера в опасность шпината, стремление к славе — могут нейрофизиологически различаться у разных видов или, возможно, даже у людей; по некоторым либеральным взглядам, они даже не обязательно должны быть органическими, но могут состоять из электронных состояний роботов. Важно только то, что играет определяющая причинная роль, а не то, какие структуры или материалы играют (или будут играть) ее. Смысл, который считается очень правдоподобным, состоит в том, что существа с радикально разными биологическими системами могут иметь некоторые из тех же психических состояний, что и мы.Существо с планеты, вращающейся вокруг Беты Близнецов, могло бы надеяться на мир во всем мире и задаваться вопросом, есть ли жизнь в соседних планетных системах, даже если бы его мозг был биологически и химически очень непохож на наш.

Ранний или так называемый «машинный» функционализм предполагал, что человеческий мозг можно описать на каждом из двух уровней. Конечно, биологи должны предоставить карту нейрофизиологии человека. Но задача психологии состоит в том, чтобы разработать машинную программу, которая реализуется нейрофизиологами нижнего уровня, и описать те же состояния мозга в более абстрактных, вычислительных терминах.Поведение затем можно было бы объяснить, ссылаясь на стимулы и промежуточные психические состояния, такие как убеждения и желания, идентифицируя психические состояния по типу с функциональными или вычислительными состояниями по мере их прохождения; состояние мозга M было бы психическим состоянием, в котором он находится в силу того, что он соответствует такому-то вычислительному состоянию, как описано в машинной программе. Такие объяснения сами по себе ничего не предполагают о нейрофизиологии, поскольку соответствующие психологические / вычислительные обобщения будут выполняться независимо от того, какая конкретная биохимия может реализовывать программу.

От машинного функционализма к телеофункционализму

Телеофункционализм отличается от машинного функционализма прежде всего тем, как он интерпретирует соответствующее понятие функции, и тем, что делает упор на более биологический и многоуровневый подход к сознанию.

По фразе Собера (1985), телеофункционализм «возвращает функцию обратно в функционализм». В нем используется понятие «нормальной» или «правильной» функции, которая называется телеологической , потому что это представление о том, что что-то такое для , какова работа объекта.Наша боль имеет нормальную или надлежащую функцию: она вызвана телесными повреждениями и вызывает некоторые другие внутренние состояния и двигательные эффекты. (Вероятно, именно для этого было выбрано производство боли, если нервные пути наших предков производили боль, которая играла эту роль, и это увеличивало среднюю приспособленность этих предков, приводя к выбору этих путей.)

Это понятие функции допускает возможность неисправности в довольно сильном смысле: если объект имеет фактическую причинную склонность выполнять x , он должен иметь возможность выполнять x , в то время как если объект имеет нормальную или надлежащую функцию для выполнения x он может не выполнить x .Например, из-за серьезной неисправности некоторые люди не испытывают боли в ответ на телесные повреждения, или их боль не вызывает отвращения. Это согласуется с тем, что их болевые пути выполняют ту же «нормальную» функцию, что и у «нормальных» субъектов.

Машинный функционализм задумал психологическое объяснение в терминах включения в универсальные обобщения. Однако появилась картина психологического объяснения, которая фокусируется на объяснении психологических способностей с помощью «функционально-аналитической» объяснительной стратегии.Такое объяснение описывает систему, такую ​​как тело или мозг, как набор вложенных компонентов. Идентифицируется каждый компонент, описывается его функция, а общие возможности системы объясняются с точки зрения их совместной деятельности. Эта стратегия является рекурсивной, поскольку каждый компонент может рассматриваться как самостоятельная система, при этом каждый из ее компонентов идентифицируется, его функции описываются и т. Д. Машинный функционализм предполагал двухуровневую картину человеческой психобиологии, с ментальным уровнем, соответствующим программному обеспечению компьютера, и неврологическим уровнем, соответствующим аппаратным средствам.Но такая двухуровневая картина была слишком простой даже для компьютеров, и в любом случае от нее отказались в пользу этой многоуровневой.

Функционально-аналитическая стратегия применяется как в физиологии, так и в психологии, и от имени более биологического подхода к разуму можно утверждать, что функциональный анализ разума и мозга — это одно целое. Целью нейрофизиологии является изучение нейронного субстрата и его связи с психологическими способностями, которые он вызывает, а цель когнитивной науки — изучить наши психологические способности и их связь с нервным субстратом, который их порождает.Хотя вопрос о том, как мы должны интерпретировать понятие функции, которое используется в этих функционально-аналитических объяснениях, является спорным, ясно, что физиология использует понятие функции, допускающее возможность сбоя (что не является простым понятием фактической причинной связи). диспозиция) и, возможно, телеологическое понятие функции.

Телеология и ментальное содержание

Обращение к телеологии помогает в анализе ментального содержания, референции или предметности (см. Интенциональность).Вызывает недоумение, как физическое состояние мозга может быть примерно чем-то, поскольку вера — это шпинат, желание славы или визуальное состояние — кошка. Еще более загадочно, как государство может относиться к чему-то, чего не существует; вера может быть о Пегасе или бесплатном обеде так же легко, как о шпинате или Спинозе, и вы можете галлюцинировать кошку, которая не настоящая. Таким образом, отношение предметности не может быть просто физическим или иным образом естественным отношением между ментальным состоянием и его объектом.

«Телеосемантика» — телеологическая теория такого ментального содержания. Чтобы объяснить галлюцинацию чего-то несуществующего, теоретик может использовать тот факт, что физические устройства могут не выполнять свои функции. Дрецке (1986) сказал бы, что ваше галлюцинаторное зрительное состояние представляет кошку, потому что его функция состоит в том, чтобы «указывать» на кошек, т. Е. Включаться только тогда, когда кошка присутствует, но что она может появиться в ее отсутствие, если, например, , сбои в работе зрительной системы. Милликен (1984) говорит, что состояние представляет кошку, потому что присутствие кошки требуется для потребительских систем (которые используют представление) для выполнения своих надлежащих функций «нормальным» способом, хотя обстоятельства часто могут быть «ненормальными».”

Еще одна вещь, которую должна объяснить теория о сущности, — это нормативный характер ментального содержания. Контент является нормативным в том смысле, что он дает определенные оценки: мы оцениваем убеждения как истинные или ложные, воспоминания как точные или неточные, восприятия как достоверные или иллюзорные, двигательные инструкции как правильно или неправильно выполняемые. Обращение к телеологии здесь помогает, потому что функция уступает нормам: консервный нож — это , предположительно, , чтобы открывать банки, и есть что-то неправильное, если он не может.Точно так же сердце должно перекачивать кровь, и что-то не так, если оно не может.

Обращение к телеологии также помогает в анализе сознания и субъективного характера сознательного опыта, в частности, сенсорных качеств, таких как болезненность боли, вкус апельсина или визуальное ощущение синего. Машинный функционализм слишком либерален в том смысле, что он подразумевает, что некоторые системы не обладают правдоподобным сознанием, что они сознательны (Block, 1978). Например, если бы население Китая было организовано таким образом, чтобы реализовывать программу, которая функционально эквивалентна нашему мозгу, когда мы чувствуем боль, нация не испытала бы боли из-за этого.Машинному функционализму также бросают вызов случаи переворота спектра; интуитивно функциональные роли красных и зеленых зрительных ощущений могут быть поменяны местами, в то время как ощущения остаются неизменными с точки зрения эмпирического качества.

Телеофункционалисту доступны несколько ответов (Lycan, 1987). Поскольку он «функционирует полностью вниз», если боль или красное ощущение не улавливаются на очень абстрактном уровне описания, мы можем использовать более детализированный. Можно было бы беспокоиться, что телеофункционализм, таким образом, рухнет в теорию тождества разума и мозга, которая отождествляет психологические и нейрофизиологические явления по типу.Но как только мы откажемся от идеи о том, что должно быть только два уровня — функциональный и нейрофизиологический, — мы сможем отождествить психологический и телеофункциональный феномены на уровне , в зависимости от того, какой уровень функциональной организации является подходящим.

Далее, телефункциональная теория требует, чтобы релевантные состояния были для правильных вещей. Физиологические процессы, обычно участвующие в видении красного, не соответствуют для обнаружения зеленых объектов , и не те, которые обычно участвуют в видении зеленого для обнаружения красных.Население Китая не любит запускать реле, реализующие программу обезболивания. (По крайней мере, это не его биологическая функция; у него нет биологической функции.)

Машинный Функционализм также испытывает трудности с болью, имеющей ненормальные причины или следствия. Телеофункционалист может ответить, что боль должна быть индивидуализирована той ролью, которую она должна играть, а не той ролью, которую она предназначена играть при нарушении работы болевых путей.

Наконец, телеологическая теория содержания может объяснить намеренное содержание сознательных состояний.Спорно, до какой степени природа сознания исчерпывается интенциональностью, но репрезентативные теории были плодотворно развиты. Ликан (1987, 1996), например, предполагает, что сенсорные качества являются интенциональными объектами сенсорных репрезентаций и что мы осознаем их. когда эти сенсорные репрезентации, в свою очередь, представлены в интроспекции. Затем он использует это предложение, чтобы пролить свет на несколько традиционных и современных философских загадок о сознании.

Возражения против телеофункционализма

Телеофункционализм предполагает понятие функции, нуждающееся в объяснении, и некоторые философы отвергают его как просто метафорическое, или как возврат к аристотелевской или теистической метафизике, или как законное только при интенциональном анализе. Если бы такое возражение было обоснованным, это понятие не подходило бы для объяснения психических состояний в приемлемых с научной точки зрения терминах. Однако другие утверждали, что это уважительно с научной точки зрения.Основная идея состоит в том, что предметы имеют такие функции в силу своей этиологии: например, считается, что сердце выполняет надлежащую функцию перекачивания крови, потому что это то, для чего сердца были выбраны естественным отбором (Wright, 1973; Neander, 1991). Другие утверждают, что нормальность является статистической, хотя фоновая теория отбора объясняет, как эти функции могут генерировать телеологические объяснения (Boorse, 2002). Но на этом вопрос не заканчивается: например, Дэвис (2001) далее утверждает, что апелляция к этиологии не сработает, потому что, как он утверждает, эволюционной теории не хватает ресурсов, которые потребовались бы для подтверждения норм, необходимых для понятий телефункции и неисправность.

Есть более конкретные возражения, связанные с телеофункциональными теориями либо интенциональности, либо сознания, но другое возражение, касающееся обоих, основано на «Болотном человеке», воображаемом человеке, который появляется в результате чисто случайного столкновения частиц. Мы можем представить, что это молекула для дубликата молекулы реального человека, хотя сходство будет чистым совпадением. По крайней мере, с точки зрения этиологической интерпретации телеофункционализма, Болотный человек не имеет телеологических функций и, следовательно, психических состояний, которые от них зависят.Мнения о значении Болотного Человека сильно разнятся. Некоторые философы утверждают, что у него (действительно) не было бы ни телеологических функций, ни психических состояний, по крайней мере, на первых порах. Другие думают, что да, и поэтому телеофункционализм ложен, или, по крайней мере, телеофункционалист не может принять какую-либо этиологическую теорию телеологии.

Список литературы

Блок, Н. Дж. (1978) Проблемы с функционализмом. в W. Savage, ed. Восприятие и познание: исследования Миннесоты в философии науки, Том IX, Миннеаполис: University of Minnesota Press.

Boorse, C. (2002) Опровержение функций. в «Функции: новые очерки философии психологии и биологии» под редакцией Андре Ариев, Роберта Камминса и Марка Перлмана. Oxford University Press: стр. 63-112.

Дэвис П. С. (2001) Нормы природы. Кембридж, Массачусетс: Bradford Books / MIT Press.

Дрецке, Ф. (1986) Искажение фактов. в Раду Богдан (редактор) Вера: форма, содержание и функция, Нью-Йорк: Оксфорд: 17-36. Пресса: Кембридж, Массачусетс.

Lycan, W. (1987) Сознание.Кембридж, Массачусетс: Bradford Books / MIT Press.

Lycan, W. (1996) Сознание и опыт. Кембридж, Массачусетс: Bradford Books / MIT Press.

Милликен Р. (1984) Язык, мысль и другие биологические категории. Кембридж, Массачусетс: MIT Press.

Неандер (1991) Функции как отдельные эффекты. Философия науки, 58: 168-184.

Собер, Э. (1985) Панглоссовский функционализм и философия разума. Synthese 64, 165–193.

Райт, Л. (1973) «Функции», Философский обзор, 82: 139-168.

Внутренние ссылки

Рекомендуемая литература

Камминс Р. (1983) Психологическое объяснение. Кембридж, Массачусетс: Bradford Books / MIT Press.

Wimsatt, W. (1972) Телеология и логическая структура функциональных утверждений. в исследованиях по истории и философии науки 3 (1): 1–80.

См. Также

Функциональная специфика человеческого мозга: окно в функциональную архитектуру разума

Аннотация

Состоит ли человеческий разум / мозг из набора узкоспециализированных компонентов, каждый из которых выполняет определенный аспект человеческого познания, или больше универсального устройства, в котором каждый компонент участвует в самых разных когнитивных процессах? На протяжении почти двух столетий сторонники специализированных органов или модулей разума и мозга — от френологов до Брока, Хомского и Фодора — соперничали со сторонниками распределенной когнитивной и нейронной обработки — от Флоранса до Лэшли, Макклелланда и Румелхарта.Я утверждаю, что исследования с использованием функциональной МРТ начинают отвечать на этот давний вопрос с новой ясностью и точностью, показывая, что по крайней мере несколько конкретных аспектов познания реализуются в областях мозга, которые являются узкоспециализированными только для этого процесса. Были идентифицированы области коры, которые специализируются не только на основных сенсорных и двигательных процессах, но и на высокоуровневом перцепционном анализе лиц, мест, тел, визуально представленных слов и даже для очень абстрактной когнитивной функции размышления о мыслях другого человека. .Я также рассматриваю оставшиеся без ответа вопросы о том, какая часть разума и мозга состоит из этих функционально специализированных компонентов и как они возникают в процессе развития.

Понимание природы человеческого разума, возможно, является величайшим интеллектуальным поиском всех времен. Это также одна из самых сложных задач, требующая объединенного понимания не только психологов, компьютерных ученых и нейробиологов, но и мыслителей практически во всех интеллектуальных областях, от биологии и математики до искусства и антропологии.Здесь я обсуждаю один плодотворный в настоящее время компонент этого грандиозного предприятия: попытку вывести архитектуру человеческого разума из функциональной организации человеческого мозга.

Идея о том, что человеческий разум / мозг состоит из высокоспециализированных компонентов, возникла у венского врача Франца Йозефа Галля (1758–1828). Галл предположил, что мозг является средоточием разума, что разум состоит из различных умственных способностей и что каждая умственная способность находится в определенном мозговом органе.Горячие дебаты о локализации функций в мозге бушевали в течение следующего столетия ( SI Text ), и многие из основных фигур в истории нейробиологии высказались в пользу (Брока, Бродманн и Ферье, и Флуранс, Гольджи, и Лэшли возражали). К началу 20 века пришел к консенсусу, что по крайней мере основные сенсорные и моторные функции находятся в специализированных областях мозга.

Однако на этом дебаты не закончились. Сегодня, столетие спустя, по-прежнему ведутся ожесточенные споры по двум вопросам.Во-первых, насколько функционально специализированы области мозга? Концепция функциональной специализации — это не все или ничего, а вопрос степени; область коры может быть лишь немного больше задействована в одной психической функции, чем другая, или она может быть задействована исключительно в одной психической функции. Многие нейробиологи сегодня оспаривают сильную (эксклюзивную) версию функциональной специализации. Как выразился один визуальный нейробиолог, «каждая экстрастриированная зрительная область вместо того, чтобы выполнять уникальный однофункциональный анализ, задействована, как и большинство нейронов в зрительной системе, во многих различных задачах» (1).

Второй продолжающийся спор касается вопроса о том, выполняются ли только основные сенсорные и моторные функции в функционально специализированных областях, или то же самое может быть верно даже для когнитивных функций более высокого уровня. Хотя кто-то может подумать, что Брока решил этот вопрос, продемонстрировав, что левая лобная доля специализируется на языковых аспектах, текущий статус этой дискуссии далеко не ясен. Действительно, недавний авторитетный обзор литературы по языку, посвященной визуализации мозга, заключает, что «области мозга, связанные с обработкой речи, по-видимому, задействованы в других когнитивных областях» (2).Случай с языком не уникален. Действительно, похоже, что в моде негативная реакция на сильную функциональную специализацию. В недавнем учебнике нейровизуализации утверждается, что «в отличие от френологов, которые считали, что очень сложные черты связаны с отдельными областями мозга, современные исследователи признают, что… одна область мозга может участвовать в более чем одной функции» (3).

В этом обзоре я обращаюсь к этим продолжающимся спорам о степени и природе функциональной специализации человеческого мозга, утверждая, что недавние исследования нейровизуализации продемонстрировали, что по крайней мере несколько областей мозга в значительной степени специализированы для отдельных когнитивных функций высокого уровня.Чтобы доказать свою правоту, я сначала описываю трех кандидатов на такие функционально специфические области мозга, выявленные в моей лаборатории. Затем я рассматриваю, какая часть мозга состоит из функционально специализированных областей: обнаруживаются ли они только для высокоуровневых функций восприятия или также для компонентов абстрактного мышления? Затем я спрашиваю, как эти регионы возникают в процессе развития; то есть какова точная роль генов и опыта в развитии этих регионов? В SI Text я обращаюсь к ключевой проблеме специфичности веретенообразной области лица (FFA) и области парагиппокампа (PPA), и я рассматриваю вычислительные преимущества, которые могут быть предоставлены специализированными областями в первую очередь.В заключение я предполагаю, что когнитивные функции, реализованные в специализированных областях мозга, являются сильными кандидатами на фундаментальные компоненты человеческого разума.

Нейровизуальные доказательства функциональной специализации вентрального зрительного пути

С тех пор, как Брока, неврологи и когнитивные нейробиологи исследовали когнитивные нарушения у людей с очаговыми поражениями головного мозга, предоставив обширные доказательства локализации по крайней мере некоторых функций в человеческом мозге.Изучение неврологических расстройств — один из немногих методов, который позволяет сделать убедительные выводы не только о вовлечении, но и о необходимости данной области мозга для определенной когнитивной функции у людей. Однако, даже если существует конкретная функционально специфическая область, поражение вряд ли повлияет на всю и только эту область, поэтому чистые функциональные диссоциации в литературе о пациентах встречаются редко. Таким образом, визуализация головного мозга [и, в частности, функциональная МРТ (фМРТ)] является мощным дополнением к исследованиям поражений, позволяя безопасно и неинвазивно контролировать нервную активность в нормальном мозге человека с разрешением, приближающимся к миллиметровому диапазону.Принцип, лежащий в основе фМРТ, заключается в том, что кровоток увеличивается локально в активных областях мозга. Хотя точные нейронные события, которые отражает фМРТ, являются предметом текущих исследований, общая валидность метода как индикатора нейронной активности очевидна из исследований, воспроизводящих с помощью фМРТ свойства зрительной коры головного мозга, ранее установленные золотым стандартом. запись одиночных нейронов у обезьян. Тысячи статей использовали фМРТ, чтобы спросить об относительном вкладе различных областей человеческого мозга в широкий спектр когнитивных функций.Моя лаборатория была специально сосредоточена на вопросе, задействована ли какая-либо из этих областей мозга специально для одной когнитивной функции высокого уровня.

Поддерживая идею о том, что некоторые области мозга действительно задействованы в определенных психических функциях, мы определили ряд областей коры (рис. 1), которые выборочно реагируют на отдельные категории визуально представленных объектов: в первую очередь, FFA, которая реагирует выборочно. к лицам (4, 5), PPA, который избирательно реагирует на места (6), и на экстрастриатную область тела (EBA), которая избирательно реагирует на тела и части тела (7).

На этой схематической диаграмме показан приблизительный размер и расположение областей человеческого мозга, которые задействованы непосредственно при восприятии лиц (синий), мест (розовый), тел (зеленый) и визуально представленных слов (оранжевый). , а также область, которая выборочно задействована, когда думает о мыслях другого человека (желтый). Каждая из этих областей может быть обнаружена при кратком функциональном сканировании практически у всех нормальных субъектов.

Эти три области мозга — не единственные, которые, как утверждается, выполняют определенные функции восприятия (8).Вероятно, самым сильным другим случаем является зрительная зона MT / V5, которая намного раньше с помощью нейрофизиологических методов показала ключевую причинную роль в восприятии зрительного движения у обезьян (9-11), а позже была идентифицирована у людей с помощью визуализации мозга (12, 13). Однако даже этот классический пример функциональной специфичности не обрабатывает исключительно визуально-двигательную информацию; эта область также содержит информацию о глубине стерео (14). Еще один убедительный пример функциональной специфичности простого визуального измерения — это цвет (15), для которого недавние данные, полученные как при фМРТ, так и при однократной записи, указывают на существование цветоселективных «шариков» размером в несколько миллиметров в задней нижней височной коре у макак ( 16, 17).Сообщается, что другие области мозга избирательно участвуют в обработке информации о биологическом движении (18), визуально управляемом достижении (19) и захвате (20). Однако для большинства случаев в литературе по нейровизуализации основным утверждением является региональная специфичность (т.е. предполагаемая функция активирует эту область больше, чем другие области мозга), а не функциональную специфичность (т.е. эта функция, чем другие функции). Напротив, в этой статье основное внимание уделяется вопросу функциональной специфичности, потому что это вопрос, который имеет решающее значение для понимания архитектуры человеческого разума (рис.1).

Свидетельства, которые мы и другие собрали по FFA, PPA и EBA, обеспечивают необычно сильную поддержку функциональной специфичности этих регионов по трем причинам. Во-первых, каждый из этих регионов был последовательно обнаружен в десятках исследований во многих лабораториях; хотя их теоретическое значение можно обсуждать, их существование невозможно. В самом деле, эти области находятся более или менее в одном и том же месте практически у каждого неврологически интактного субъекта; они являются частью базовой функциональной архитектуры человеческого мозга.Во-вторых, селективность категории, по которой определяется каждый регион, не только статистически значима, но и имеет большой размер эффекта: каждая из этих областей примерно в два раза сильнее реагирует на стимулы из своей предпочтительной категории, чем на любые нежелательные стимулы. * Хотя величина эффекта равна обычно игнорируется в литературе по визуализации мозга, это не должно быть так, поскольку оно определяет силу вывода, который вы можете сделать: если вы знаете, как удвоить реакцию области, вы, как правило, лучше справляетесь с ее функцией, чем если бы вы просто знаю, как изменить его реакцию на небольшую величину.В-третьих, тот факт, что эти области могут быть легко обнаружены у любого нормального субъекта, делает возможной стратегию исследования «области интереса» (ROI), при которой область сначала функционально идентифицируется у каждого субъекта индивидуально в коротком сканировании «локализатора», а затем реакция этой области измеряется в любом количестве новых условий, которые проверяют конкретные гипотезы о ее точной функции. Именно тот факт, что ответы FFA, PPA и EBA были количественно определены в каждом из десятков различных стимулов и манипуляций с задачами, позволяет нам с уверенностью сказать, что каждый из этих регионов в первую очередь, если не исключительно, задействован. при обработке предпочтительного класса стимулов (лица, места и тела соответственно).Взятые вместе, эти три области представляют собой одно из самых убедительных доказательств того, что по крайней мере некоторые области коры избирательно участвуют в обработке определенных классов стимулов. Затем я суммирую доказательства специфичности каждой из этих областей для определенного класса стимулов.

FFA.

FFA — это область, обнаруженная в срединной извилине (на нижней поверхности коры головного мозга чуть выше мозжечка), которая реагирует значительно сильнее, когда субъекты рассматривают лица, чем когда они рассматривают объекты (4, 5, 23).Эта область аналогично реагирует на широкий спектр различных видов изображений лиц (24), включая фотографии знакомых и незнакомых лиц, схематические лица, мультяшные лица и морды кошек, а также лица, представленные в разных размерах, местах и ​​точках обзора (25 , 26). Важно отметить, что при использовании методов визуализации с относительно высоким разрешением (включая индивидуально-субъектный анализ без пространственного сглаживания) не сообщалось, что ни один объект, не являющийся лицом, производил более половины отклика, обнаруженного для лиц в этой области.Кроме того, данные (27, 28) позволяют нам отвергать альтернативные гипотезы, предложенные ранее, о том, что FFA не реагирует конкретно на лица, а в более общем плане занимается детальным различением экземпляров любой категории или любой категории, для которой исследуемый приобрел значительный опыт. Важно отметить, что величина ответа FFA коррелирует испытание за испытанием с успехом как в обнаружении присутствия лиц, так и в идентификации отдельных лиц (29, 30). Таким образом, как обсуждается далее в SI Text , FFA, кажется, играет центральную роль в восприятии лиц, но играет небольшую, если вообще, роль в восприятии объектов, не являющихся лицами.Эта гипотеза согласуется с доказательствами того, что (–) реакции избирательного выбора лица наблюдались примерно в этом месте в записях субдуральных электродов из мозга субъектов, подвергающихся дооперационному картированию для лечения эпилепсии (31–33) и ( ii ) поражений. примерно в этом месте может приводить к избирательным нарушениям восприятия лица (34).

Ответить на вопрос, что именно FFA делает с лицами, было сложнее. Однако текущие данные указывают на то, что он чувствителен ко многим аспектам раздражителей лица, включая части лица (глаза, нос и рот), Т-образную конфигурацию этих черт и внешние черты лица, такие как волосы (35), и что репрезентации извлеченные в FFA, показывают некоторую инвариантность при изменении положения стимула и меньшую инвариантность при изменении точки зрения (25), отражая сопоставимые поведенческие результаты.FFA также демонстрирует нейронные корреляты давно известных поведенческих сигнатур восприятия (28), включая непропорциональные эффекты инверсии (36) и чувствительность к целостной информации на вертикальных, но не перевернутых лицах (37). Несмотря на эти первоначальные идеи, важные открытые вопросы о FFA еще предстоит решить, включая более точную характеристику репрезентаций, которые он извлекает, и вычислений, которые он выполняет, играет ли он некоторую (хотя и меньшую) роль в восприятии каких-либо объектов, отличных от лица. , является ли он цитоархитектонически отличным от своих соседей, с какими другими регионами он связан, модулируют ли и каким образом взаимодействия с другими регионами или участвуют ли в вычислениях, проводимых в FFA, и составляет ли он единый непрерывный регион на поверхности коры.

PPA.

PPA функционально определяется как область, прилегающая к коллатеральной борозде в парагиппокампальной коре, которая значительно сильнее реагирует на изображения сцен, чем объекты (6). PPA реагирует на широкий спектр сцен, включая сцены в помещении и на открытом воздухе, знакомые и незнакомые сцены и даже абстрактные сцены, сделанные из Lego (38, 39). PPA в первую очередь реагирует на пространственную компоновку окружения: его реакция не уменьшается, когда все объекты удаляются из внутренней сцены, оставляя только пол и стены (6).Этот профиль ответа дразняще напоминает геометрический модуль (40, 41), выведенный из поведенческих данных, в которых крысы и человеческие младенцы (и взрослые, чья языковая система связана одновременной вербальной задачей) полагаются исключительно на расположение пространства, а не на объекты или ориентиры, чтобы переориентироваться в окружающей среде после того, как они дезориентированы. Доказательства того, что PPA активируется не только при обработке информации о пространственном расположении, но и что он дополнительно необходим для этой функции, поступают от пациентов с повреждением в PPA или рядом с ним, которые испытывают трудности с кодированием информации о пространственном расположении и, в более общем плане, в зная, где они находятся (42, 43).Точная роль PPA в восприятии места и навигации является предметом постоянных исследований (38, 39).

EBA.

EBA — это область на боковой поверхности мозга, прилегающая (а иногда частично перекрывающаяся) с областью визуального движения MT, которая значительно сильнее реагирует на изображения тел и частей тела, чем на изображения предметов или лиц. Эта область одинаково реагирует на визуально очень разные изображения тел и частей тела, от фотографии руки до фотографии тела (человека или животного) и схематической фигурки человека.Доказательства того, что эта область активируется не только во время, но и необходима для восприятия тел, получены из исследований, в которых нарушение EBA из-за поражения головного мозга (44) или транскраниальной магнитной стимуляции (TMS) (45, 46) ухудшает восприятие тела. форма тела, но не восприятие лиц или формы объекта (45). Кроме того, текущие данные показывают, что EBA больше участвует в восприятии тел других людей, чем свое собственное (47, 48), и что он больше участвует в восприятии формы / идентичности тел, чем в действиях, которые они выполняют (44 , 49–51).

Овалы, градиенты или архипелаги?

Для простоты я рассмотрел функционально специфические области коры головного мозга, как если бы они были дискретными объектами с острыми, хорошо очерченными краями, такими как почки, печень и сердце. В самом деле, некоторые функциональные подразделения коры головного мозга очень резкие, например, граница между ретинотопными зрительными областями V1 и V2. Однако нет оснований предполагать, что все функциональные различия в мозге имеют идеально острые грани. Точно так же не должно быть требования, чтобы эти области имели простую выпуклую форму.Можно ожидать областей неправильной формы с длинными усиками или даже нескольких несмежных, но близких (и предположительно связанных) подобластей. Если при более высоком разрешении станет ясно, что FFA на самом деле представляет собой набор отдельных несмежных областей («архипелаг веретенообразного лица»?), Это вызовет напряжение аналогии с органами, но все же оставит жизнеспособным значимый смысл, в котором эти несмежные участки образуют функционально отдельная система, во многом как Мауи и Ланаи имеют глубокое геологическое, биологическое и культурное сходство в силу того, что они являются частью Гавайских островов, несмотря на наличие между ними водного канала.Однако чем больше регион оказывается сильно пересеченным с другими функционально различными объектами и чем больше его границы напоминают произвольную точку отсечения при постепенном функциональном изменении коры головного мозга (52), тем в меньшей степени этот случай будет соответствовать классической идее функционально обособленная область мозга. Большинство вопросов о биологических системах — это вопрос степени, как и вопрос о функциональной специализации коры головного мозга. Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о впечатляющей степени компартментализации, по крайней мере, в нескольких областях коры головного мозга (53).Дальнейшие эксперименты с использованием новых задач и более высокого разрешения обеспечат более точные количественные тесты анатомических различий этих областей.

Таким образом, в настоящее время имеются убедительные доказательства того, что каждая из по крайней мере трех областей коры у человека выборочно (возможно, даже исключительно) задействована в определенных когнитивных функциях: FFA в представлении внешнего вида лиц, PPA в представлении внешнего вида мест, и EBA в представлении внешнего вида тел. (См. SI Text для моего ответа на важный вызов функциональной специфичности этих регионов.) Хотя я подчеркивал роль каждой из этих областей в визуальном восприятии, их реакция не определяется исключительно стимулом, который просматривает субъект. Активность этих областей может сильно модулироваться зрительным вниманием (54), и они могут быть активированы даже при отсутствии стимула. Простое представление лица (с закрытыми глазами) выборочно активирует FFA, а представление места активирует PPA (55).

Конечно, сложный когнитивный процесс не осуществляется в одной области мозга, и аргументы в пользу специфичности этих областей никоим образом не означают, что другие области мозга не играют никакой роли.Более ранние области коры, такие как первичная зрительная кора, очевидно, имеют решающее значение для восприятия лиц, мест и тел, а более высокие области (например, теменные и лобные области) также, вероятно, необходимы для того, чтобы информация в FFA, PPA и EBA была используются другими когнитивными системами и для достижения осознания (56–58). Кроме того, ни одна из этих областей не является единственной с определяющей селективностью. Для лиц избирательные ответы обнаруживаются не только в FFA, но и в близлежащей, но более задней затылочной области лица, а также в других областях в верхней височной борозде (34, 59) и переднем височном полюсе (60).Что касается тел, то избирательные ответы обнаруживаются не только в EBA, но и в веретенообразной области тела (FBA). Для сцен избирательные ответы обнаруживаются не только в PPA, но также в ретросплениальной коре (RSC) и поперечной затылочной борозде (TOS). Эти другие селективные области не были изучены так же подробно, как FFA, PPA и EBA, поэтому их функции менее ясны. Тем не менее, существование нескольких селективных регионов для каждого из этих трех классов стимулов открывает захватывающую возможность того, что мы можем в конечном итоге понять, как, например, восприятие лица возникает в результате совместной деятельности ряда функционально различных регионов, каждая из которых проводит другой аспект анализа раздражителя лица.В следующих разделах этой статьи я обсуждаю четыре основных вопроса, поднятых в ходе работы над FFA, EBA и PPA, относительно их специфичности, общности, происхождения и вычислительной значимости.

Общность: какая часть мозга состоит из функционально специфических областей?

Доказательства функциональной специфичности в нескольких областях мозга (FFA, PPA, EBA) заставляют вернуться к более широким вопросам, поднятым Галлом, Фуренсом и Брока: какая часть мозга состоит из областей, которые выборочно задействованы в определенных когнитивных функциях? функции? Мы рассматриваем этот вопрос, спрашивая, существуют ли другие специализированные области мозга для (–) других категорий объектов в вентральном зрительном пути и ( ii ) компонентов мышления высокого уровня.

Другие регионы с селективной категорией?

Есть ли у нас участки коры, избирательно участвующие в восприятии змей? Оружие? Овощи? Как спрашивает Пинкер в книге The Language Instinct , есть ли в мозге производственная секция (61)? А как насчет категорий объектов, которые, возможно, не имели решающего значения для выживания наших предков, но играют центральную роль в современной повседневной жизни, например, автомобили и сотовые телефоны? Вряд ли в мозгу есть место для всех этих категорий или даже для всех важных, и в любом случае неясно, что в любом случае может быть достигнуто в вычислительном отношении с помощью такого экстремального разделения.К счастью, мы не ограничены простыми предположениями; мы можем просто эмпирически проверить другие специализированные области мозга. Мы с Даунингом и сделали именно это (62), тщательно изучив 20 различных категорий объектов, отобранных по их (спорной) эволюционной значимости (пауки и змеи, хищники, добыча, инструменты, еда), их практической частоте в современной жизни (автомобили, стулья). ) или их значение из предыдущих исследований пациентов с очаговым поражением головного мозга (фрукты и овощи, музыкальные инструменты). Несмотря на репликацию существования корковых областей, селективных по лицам, местам и телам у каждого субъекта, мы не нашли доказательств корковой специализации ни для одной из других протестированных категорий объектов.Ранее сообщаемая избирательность для инструментов (63) не была очевидна в наших данных, и любые частичные различия между реакциями на живые и неживые предметы (или одушевленные и неодушевленные предметы) были ограничены уже задокументированными свойствами лица, места и областей тела. . Хотя нулевые результаты всегда могут быть превзойдены более поздними открытиями, сделанными с более высоким пространственным разрешением или большей статистической мощностью, разрешение и мощность, достаточные для надежного воспроизведения FFA, PPA и EBA, не привели к появлению каких-либо новых регионов, зависящих от категории.

Однако при поиске областей мозга, отобранных для новых категорий объектов, возникает центральная концептуальная загадка: как решить, какие категории тестировать? Если мы продолжим тестирование только тех категорий, которые кажутся нам правдоподобными, то мы рискуем попасть в ловушку наших собственных теоретических предубеждений. Это беспокойство подчеркивается тем фактом, что специализации мозга, уже описанные для лиц, мест и тел, напоминают два из умственных способностей, предложенных Галлом: чувство людей и чувство места.Учитывая, что Галл пришел к этим категориям без реальных доказательств, тот факт, что мы пришли к тем же категориям, вызывает беспокойство. Допускаем ли мы, как френологи, наши культурные предубеждения определять то, что мы находим в мозгу? Являются ли специализации, которые мы обнаруживаем в мозге, своего рода высокотехнологичным проективным тестом?

С помощью строгих экспериментальных методов мы можем снизить вероятность того, что результаты наших экспериментов будут определяться нашими культурными / теоретическими предрасположенностями. Однако как мы можем предотвратить искажение нашим концептуальным багажом пространства гипотез, которые мы рассматриваем? Мои коллеги и я разрабатываем методы обхода этих предубеждений путем поиска структуры в функциональных реакциях вентральной зрительной коры, не зависящей от гипотезы (64–66).Этот метод выполняет поиск в больших наборах данных, состоящих из реакции каждого воксела на большое количество стимулов, и обнаруживает доминирующие профили ответов в этом наборе данных. Важно отметить, что метод ничего не знает о расположении каждого вокселя, поэтому он не делает предположений, что функционально связанные воксели являются смежными. Что еще более важно, метод ищет не только селективность для категорий отдельных объектов, но вместо этого любой профиль ответа на стимулы, который лучше всего характеризует большое количество вокселей (например,g., высокий отклик на все категории, кроме одной или высокий отклик на половину категорий и низкий отклик на другую половину и т. д.).

Для нашего первого теста этого метода мы сканировали субъектов, пока они просматривали восемь различных категорий стимулов. Примечательно, что этот метод спонтанно идентифицировал профили избирательной реакции по лицу, месту и телу среди пяти самых надежных профилей (рис. S1 и SI Text ). Еще более впечатляюще то, что когда мы разделили данные пополам для получения 16 различных состояний (по два на категорию), не сообщая алгоритму, какие пары условий принадлежали к одной и той же категории, алгоритм обнаружил профили реакции, характеризующиеся высокими откликами на оба состояния лица по сравнению с со всем остальным, хотя эти условия не были отнесены к той же категории.Мы нашли то же самое для сцен и тел. Эти результаты предполагают, что избирательность лица, места и тела — это не просто наши собственные культурные проекции на мозг, но на самом деле они являются неотъемлемой частью реакции мозга на визуальные стимулы. Кроме того, они предполагают, что у нас нет подобной специфичности в мозге для многих других категорий; Избирательность по лицу, месту и телу — это, вероятно, особые случаи. В настоящее время мы проводим более строгую проверку этой гипотезы, генерируя более широкий набор стимулов, более репрезентативных для человеческого визуального опыта, и спрашивая, проявляются ли по-прежнему избирательность лица, места и тела на основе данных, даже если заранее не предполагаются никакие категории стимулов и даже когда мы не начинаем с создания набора стимулов, который содержит значительную долю лиц, мест и тел.Будет очень интересно, если этот новый тест не только (повторно) обнаружит избирательность лица, места и тела, но также обнаружит новые, ранее неизвестные профили реакции.

Избирательные области коры для аспектов мышления?

Возможно, неудивительно, что можно найти отдельные области коры, которые выборочно задействованы в обработке определенных аспектов зрения высокого уровня. В конце концов, мы являемся очень зрительными животными, которые выделяют одну треть нашей коры на различные аспекты зрения, и некоторое разделение вычислительной работы в пределах этого обширного пространства коры, казалось бы, имеет смысл.Но как насчет остального познания? Есть ли у нас специализированный мозговой аппарат для определенных компонентов мысли?

Действительно, делаем. Несколько лет назад Ребекка Сакс сделала удивительное открытие области на стыке височной и теменной долей правого полушария, которая избирательно задействуется, когда человек думает о том, что думает другой человек (67, 68). Используя метод ROI, Saxe и его коллеги (67, 68) идентифицировали эту область (известную как rTPJ) у сотен испытуемых и измерили ее реакцию на широкий спектр задач.Эти данные показывают, что rTPJ сильно реагирует, когда люди читают сценарии, описывающие то, что человек знает или думает, но не когда люди читают сценарии, описывающие физические, а не ментальные представления (например, на картах или фотографиях) или яркие описания физического состояния человека. внешность, не имеющая отношения к содержимому разума человека. Эта область настолько избирательна, что даже не реагирует, когда люди думают о телесных ощущениях другого человека (например, о жажде, голоде, удовольствии), которые являются ментальными состояниями, но не имеют пропозиционального содержания, такого как мысли и убеждения.Что наиболее впечатляюще, эта область активизируется сильнее, когда люди принимают решения о том, что знает другой человек, чем когда они одинаково реагируют на идентичные стимулы, но не интерпретируют задачу как относящуюся к мыслям другого человека (69). RTPJ является наиболее функционально селективной высокоуровневой кортикальной областью, описанной у людей.

Открытие rTPJ и характеристика его функциональной специфичности служит доказательством существования того, что функционально специфические области коры не ограничиваются первичными сенсорными и моторными областями или областями восприятия высокого уровня, но могут быть обнаружены, по крайней мере, для один очень абстрактный и высокоуровневый аспект человеческого познания.Это открытие заставляет задуматься о том, могут ли другие аспекты познания высокого уровня также вычисляться в специализированных областях коры головного мозга. Возможно, наиболее очевидным здесь является случай, предложенный Галлом и Брока: язык. Удивительно, но, несмотря на два столетия исследований, не удалось прийти к единому мнению по вопросу о том, специализируются ли какие-либо области мозга для языка (или его компонентов). Проблема частично возникает из-за противоречия между результатами исследований пациентов с очаговыми поражениями головного мозга, которые предполагают значительную функциональную специфичность некоторых областей коры головного мозга для некоторых аспектов языка, по сравнению с данными из обширной литературы по нейровизуализации по языку, которые предполагают значительное совпадение между лингвистической и нелингвистической обработкой.

Эвелина Федоренко и я утверждали, что одно из возможных объяснений конфликта между этими двумя типами исследований заключается в том, что методы, которые использовались практически во всех предыдущих нейровизуализационных исследованиях языка (групповой анализ), не подходят для выявления функциональной специфичности. . Групповой анализ недооценивает функциональную специфичность, потому что мозги разных людей анатомически сильно отличаются друг от друга, поэтому согласованность между мозгами обязательно несовершенная. В результате функционально разные регионы иногда будут выровнены по одному и тому же месту в пространстве группы (70, 71).Мы с Федоренко сейчас возвращаемся к вопросу о функциональной специфичности языковой системы, используя тот же индивидуально-субъектный метод ROI, который позволил нам обнаружить функциональную специфичность других регионов, описанных выше.

Обратите внимание, что неспособность обнаружить функционально специфические области мозга для данного когнитивного процесса также может быть информативной. Предположим, например, что мы обнаруживаем, что ни одна область мозга не участвует избирательно в каком-либо аспекте языковой обработки, а что все области, которые поддерживают языковую обработку, также вносят существенный вклад в нелингвистические функции.Такое открытие даст мощный ключ к пониманию того, о чем идет речь. В частности, мы хотели бы знать: что это за нелингвистические функции, которые пересекаются (скажем) с синтаксической обработкой? Что он скажет нам о синтаксисе, если у него общий нейронный механизм с (скажем) восприятием музыки, социальным познанием или арифметикой? Такие возможности иллюстрируют захватывающую перспективу открытия компонентов разума и мозга, определяемых не содержанием информации, с которой они работают, а, скорее, вычислительной структурой задач, которые они решают.В самом деле, свидетельства доменов познания, которые не вычисляются в корковой ткани, селективной для этой функции, могут дать ключ к разгадке более широких вопросов о том, какие психические функции получают свой собственный участок недвижимости в мозгу, а какие нет, почему одни это делают, а другие этого не делают, и какие вычислительные преимущества могут иметь в первую очередь функциональная специализация (обсуждается далее в SI Text ).

В некотором смысле открытие и описание компонентов разума и мозга, которые являются уникальными для человека, являются наиболее захватывающими.Тот факт, что в нашем разуме и мозге есть специальная схема, предназначенная только для того, чтобы понять, о чем думает другой человек, говорит нам кое-что глубокое о том, что значит быть человеком. Если нам посчастливится обнаружить механизмы мозга, специализирующиеся на других уникальных когнитивных способностях человека, такие как синтаксис или его компонент, это даст не менее захватывающее представление о человеческой природе. Кроме того, такие открытия могут позволить нам проследить эволюционное происхождение рассматриваемой функции. Например, если мы обнаруживаем цитоархитектонические маркеры или маркеры экспрессии генов для области мозга для понимания других умов, мы могли бы затем искать гомологичную область у приматов и исследовать ее функцию.

Обнаружение функционально специфических компонентов разума и мозга, которые не являются исключительно человеческими, но которые являются общими с другими животными, предлагает различные научные возможности. Большинство современных методов, доступных для людей, не позволяют нам точно определить временной ход взаимодействия, причинную роль или связность данной области коры. (Важными исключениями являются исследования с использованием ТМС у нормальных субъектов и электродов, имплантированных для хирургических целей людям.) Мы не можем изучать на людях развитие данной области в контролируемых условиях выращивания, и у нас нет хороших инструментов для изучения реальных нейронных цепей, которые реализуют рассматриваемая когнитивная способность.Однако существуют методы, позволяющие ответить на все эти вопросы у нечеловеческих приматов. Таким образом, открытие функционально специфических областей мозга, которые присутствуют как у людей, так и у макак, таких как избирательные области лица и тела, открывает фантастические возможности для изучения биологических механизмов познания таким образом, который практически невозможен для людей. Открытия (72) избирательных участков лица и тела в коре макак и исследование этих областей с использованием мощных инструментов системной нейробиологии (73–75) обеспечивают потрясающую иллюстрацию идей, которые можно почерпнуть из работы на приматах по нейронная машина зрения высокого уровня.

Истоки: как в процессе развития возникают функционально специфические области?

Хотя очевидно, что гены и опыт играют решающую роль в развитии всех структур мозга, менее ясно, какие из точных деталей схемы каждой области мозга указаны в геноме, а какие получены из опыта. На первый взгляд, существование областей мозга, селективных по лицам, местам и телам, казалось бы, хорошо согласуется с точкой зрения многих наиболее выдающихся сторонников модульности разума и мозга — от Галла до Хомского, Фодора и Пинкера — что органы разума и мозга являются врожденными (т.е., продукты естественного отбора). Действительно, кажется правдоподобным, что быстрое и точное распознавание лиц, мест и тел имело такую ​​ценность для выживания наших предков, что подробные инструкции по подключению конкретных нейронных цепей FFA, PPA и EBA могли быть указаны в геноме. . Однако возможны и альтернативные версии. Совершенно независимо от опыта наших предков, каждый из нас, современных людей, вероятно, смотрит (и уделяет внимание) лицам, местам и телам чаще, чем почти любой другой класс стимулов.Учитывая, что на корковую организацию может влиять опыт, существование регионов, специализирующихся на обработке этих визуальных категорий, может быть результатом обширного опыта, который каждый из нас имеет с этими категориями в течение нашей жизни, без какой-либо конкретной генетической предрасположенности к этим категориям как таковым. Недавние данные, обсуждаемые далее, предполагают, что кортикальный аппарат восприятия лица может быть в первую очередь генетически определен, тогда как избирательность другой близлежащей корковой области может в первую очередь определяться индивидуальным опытом.

Особая роль генов в восприятии лица.

До недавнего времени у нас почти не было соответствующих данных о том, в какой степени существование, местоположение и подробные детали схемы FFA были генетически определены по сравнению с полученными из опыта, что оставляло эту тему широко открытой для страстей и полемики. Однако всего за последние несколько лет появилось несколько новых доказательств, указывающих на особую роль генов в определении нейронного аппарата восприятия лица. Во-первых, врожденное нарушение восприятия лица, прозопагнозия развития, передается в семье (76, 77).Во-вторых, способность к восприятию лица является наследственной (т. Е. Более сильно коррелирована для однояйцевых близнецов, чем для разнояйцевых близнецов), и этот эффект не зависит от наследственности общих способностей, таких как IQ или глобальное внимание (78, 79). В-третьих, пространственное распределение ответов фМРТ по вентральному зрительному пути к лицам больше похоже у монозиготных, чем у дизиготных близнецов; то же самое верно для сцен, но не для стульев или слов (80). Хотя все три открытия предполагают участие генов в обработке лица, они не говорят нам, какие гены задействованы или каким причинным путем они влияют на восприятие лица.Возможно, эти гены просто увеличивают социальный интерес и, следовательно, опыт восприятия лица, улучшая способности посредством тренировок. Или, возможно, они напрямую определяют подробную схему нейронных цепей для восприятия лица. Доказательства того, что гены могут быть в значительной степени ответственны за соединение большей части системы лиц, с небольшой или нулевой ролью опыта работы с лицами, поступают из недавних сообщений о том, что впечатляющие способности распознавания лиц присутствуют у новорожденных людей (81) и даже у маленьких обезьян, выращенных для до 2 лет, не видя лиц (82).Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что конкретные инструкции по построению критических цепей для восприятия лица находятся в геноме.

Обратите внимание, что, несмотря на недавние доказательства того, что система лиц может развиваться при небольшом или нулевом опыте работы с лицами (81, 82), тем не менее ясно, что опыт работы с лицами действительно влияет на систему восприятия лиц. Во-первых, что касается эффекта другой расы, психофизические исследования продемонстрировали то, что большинство людей знает из повседневной жизни: мы лучше способны отличать людей от более знакомой, чем менее знакомой расы (то есть «все они похожи»).Во-вторых, при сужении восприятия способности распознавания лиц, которые изначально эффективны в отношении стимулов лиц всех рас или видов приматов, в течение нескольких месяцев жизни ограничиваются только расой / видом, с которыми сталкивался субъект (82–84). Эта настройка полностью согласуется с мнением о том, что базовая система восприятия лица может возникнуть практически без переживания лица, даже если впоследствии она будет точно настроена на опыте, явление, параллельное развитию языка (85, 86).

Что исследования развития человека говорят нам о происхождении системы лица? Давно считалось, что восприятие лица у людей развивается очень медленно, достигая взрослого уровня только в подростковом возрасте или позже (87, 88).В соответствии с этой точкой зрения, несколько работ по визуализации (89, 90) утверждали, что FFA увеличивается в размерах в подростковом возрасте и даже после него. Некоторые предполагают, что это медленное развитие подразумевает, что опыт играет решающую роль в построении системы восприятия лица (89, 90). Однако из этого вывода не следует, потому что некоторые изменения в развитии, которые происходят спустя долгое время после рождения, определяются в первую очередь генетически, а не экспериментально (как в случае полового созревания). Более того, более поздние поведенческие результаты показывают, что все аспекты обработки восприятия, специфичной для лица, были протестированы до сих пор (эффекты инверсии, меры целостной обработки и т. Д.) присутствует в самом раннем возрасте из когда-либо протестированных; несколько подписей обработки лица присутствуют в течение первых 3 дней жизни (91). Текущие исследования в нашей и других лабораториях показывают, что СЖК взрослого размера у большинства детей, сканированных в возрасте 5 и 6 лет. Таким образом, несмотря на широко распространенные утверждения об обратном, современные данные о развитии не говорят в пользу медленного развития механизмов восприятия, специфичных для лица.

В целом, хотя точные роли генов и опыт в создании категорийно-селективных областей коры головного мозга еще не ясны, несколько исследований показывают, что система лица может быть в значительной степени врожденной: опыт работы с лицами может быть необязательным для первоначального развитие системы восприятия лица, хотя опыт, по-видимому, прекрасно ее настраивает.Тем не менее, если новые данные подтверждают эту точку зрения, это не обязательно означает, что все функционально специфические области коры головного мозга устроены одинаково. В самом деле, функциональная избирательность по крайней мере одной области мозга, области визуальной словоформы, проистекает из опыта человека, а не из его генов, как обсуждается ниже.

По крайней мере, одна функционально специфическая область коры головного мозга получает свою специфику из опыта.

Визуальное распознавание слов представляет собой мощный тест на происхождение корковой избирательности.Каждый в нашей исследуемой популяции имеет обширный опыт просмотра визуально представленных слов, поэтому, если опыта когда-либо будет достаточно, чтобы определить избирательность области коры головного мозга для определенного класса стимулов, мы могли бы ожидать найти такой для визуальных слов. Однако, что очень важно, люди читают всего несколько тысяч лет, что, как считается, недостаточно для эволюции сложной структуры. Таким образом, если обнаружена область мозга, которая избирательно реагирует на визуально представленные слова, это может означать, что кортикальная избирательность может быть определена на опыте (92).Что показывают доказательства?

Ряд исследований, проведенных почти два десятилетия назад, доказывают существование области визуальной словоформы. Однако во многих из этих исследований кортикальный ответ на визуально представленные слова сравнивался с ответом на очень простые базовые задачи (93, 94), оставляя без ответа вопрос о том, является ли эта область специфичной для визуального распознавания слов или играет более общую роль. в распознавании любых сложных зрительных стимулов. В течение нескольких лет мы искали область мозга, которая сильнее реагировала на визуально представленные слова, чем на линейные рисунки знакомых объектов.Хотя изначально нам не удалось найти такую ​​область во многих исследованиях, когда технические достижения позволили нам сканировать с более высоким разрешением, мы затем обнаружили ее у большинства испытуемых (95). Эта область крошечная, примерно одна десятая объема FFA, что объясняет, почему мы не видели ее при стандартных разрешениях изображения (рис. S2 и SI Text ).

Для дальнейшего тестирования селективности этой области мы использовали ту же процедуру локализации и тестирования, которая оказалась эффективной для характеристики FFA, PPA и EBA.В независимых тестах реакции области мы воспроизвели тот факт, что она в несколько раз больше реагировала на слова, чем на линейные рисунки (рис. S2 A ). Кроме того, мы показали, что в этой области реакция была низкой на стимулы, которые разделяли многие визуальные свойства слов: цепочки цифр и букв в орфографии, незнакомой субъекту (иврит). Реакция на согласные строки была такой же, как и на слова, что говорит о том, что значение и орфографическая регулярность не требуются для активации этой области.Напротив, когда мы сканировали субъектов, которые читают и на английском, и на иврите, мы обнаружили высокую реакцию на слова, написанные на обоих языках (и орфографии) в этой области (рис. S2 B ). Таким образом, реакция этой области определяется индивидуальным опытом. Еще более сильная демонстрация зависимости от опыта в этой области получена из исследования до и после неграмотных китайцев, которые показали избирательную реакцию в этой области после нескольких месяцев обучения чтению, но не раньше (96).

Еще предстоит ответить на многие важные вопросы об этой области коры головного мозга, например, может ли она развиваться в другом месте, если повреждение этой области происходит в детстве (97) или в зрелом возрасте (98, 99), и отражает ли она дискретную функциональную однородный модуль или градиент селективности (52). Какими бы ни были ответы на эти вопросы, текущие данные показывают, что особая избирательность этого региона зависит от конкретного опыта человека, а не от опыта его или ее предков.

Таким образом, недавние исследования начинают проливать свет на роль генов и опыта в происхождении областей коры, избирательно участвующих в определенных когнитивных функциях. Множество доказательств указывают на особую роль генов в подключении системы лица, но, по крайней мере, еще одна область получает свою избирательность на основании опыта. Еще многое предстоит понять в отношении того, как именно гены и опыт формируют нервные цепи.

Выводы

Какая огромная привилегия — иметь доступ к технологиям, о которых Галл и Брока даже не мечтали, технологиям, которые позволяют нам открывать фундаментальные компоненты человеческого мозга.Уже сейчас есть убедительные доказательства того, что области коры головного мозга избирательно участвуют в восприятии лиц, мест, тел и слов, а другая область — в размышлениях о том, что думают другие люди. Возможные корковые специализации для других областей, включая аспекты числа (100), музыки (101) и языка (70), активно исследуются. Возможно получение когнитивно точного списка частей человеческого мозга. Самый захватывающий аспект этого предприятия заключается не в том, где каждый компонент находится в мозге, а в том, какие функции получают свою собственную область мозга и, в конечном итоге, почему одни это делают, а другие, по-видимому, нет.Но даже полный список деталей, каким бы интересным он ни был, — это только первый шаг.

Открылся широкий круг интересных новых вопросов. Какие именно нейронные цепи позволяют каждой области выполнять свою сигнатурную функцию? Почему эти области возникают так систематически там, где они возникают в головном мозге, и бывают ли когда-либо обстоятельства, при которых область возникает в другом локусе или перемещается после повреждения в свой первоначальный локус? Есть ли какие-то аппаратные ограничения (цитоархитектура, возможность подключения, близость к другим областям и т. Д.)) что заставляет эти регионы возникать, где они есть? Как эти области взаимодействуют друг с другом — и с областями мозга общего назначения (102) — чтобы поддерживать сложное познание в реальном мире? Как развивались эти области и какие функции они выполняли у наших предков-приматов? Можно ли нанять каждый регион для выполнения новых задач? Например, можно ли использовать нейронный механизм социального познания, чтобы подумать о настроении финансового рынка или понять, почему компьютерная программа не может понять, что мы хотим, чтобы она делала, и можно ли использовать PPA для понимания карт, архитектурных диаграмм , или графики, изображающие трехмерные ландшафты данных?

Но больше всего психологи вроде меня хотят открыть фундаментальные компоненты не только мозга, но и разума.Чтобы открытия функционально специфических областей мозга были полезны в этом предприятии, нам нужно гораздо более глубокое понимание роли каждой из этих областей в познании. Нам нужны не просто подробные описания функции области (например, восприятие лица), но и точная характеристика вычислений и представлений, проводимых в каждой области. Извлекает ли область лица качественно разные виды изображений из тех, что были извлечены в области местности, как это было предложено обширными исследованиями восприятия лиц и пространственного расположения? Участвует ли он только в представлении физических характеристик лица или содержит информацию о поле, возрасте, расе, настроении или личности человека? Такие методы, как адаптация фМРТ и анализ паттернов фМРТ, начали давать ответы на эти вопросы, хотя каждый метод имеет ограничения, и прогресс на сегодняшний день был скромным.Удовлетворительно точные характеристики психических функций, реализованные в каждой области, потребуют обширной дальнейшей работы с использованием не только фМРТ и других методов, основанных на мозге, но также и дополнительных усилий, чтобы связать эти результаты с поведенческой и вычислительной работой над представлениями и алгоритмами, связанными с различными аспектами познания. .

Благодарности

Многие люди предоставили полезные комментарии к этой рукописи, особенно Бевил Конвей, Сью Коркин, Эв Федоренко, Чарльз Дженнингс, Эрик Кандел, Ханс Оп де Бек, Джон Рубин, Лиз Спелке и Бобби Спеллман.Написание этой статьи было поддержано грантом EY13455 Национального института здравоохранения (Н.К.) и грантом Медицинского фонда Эллисона.

Сноски

• ¹ Эл. Почта: ngk {at} mit.edu.

• Автор: Н.К. написал газету.

• Автор заявляет об отсутствии конфликта интересов.

• Этот вклад является частью специальной серии инаугурационных статей членов Национальной академии наук, избранных в 2005 году.

• * Величины отклика фМРТ обычно измеряются как процент увеличения сигнала по сравнению с низким исходным состоянием (например, фиксация на кресте), поэтому двукратная разница в ответе может соответствовать увеличению сигнала на 2% от фиксации по сравнению с Сигнал увеличивается на 1% от фиксации. Важно отметить, что величина избирательности должна оцениваться с использованием данных, независимых от данных, используемых для идентификации региона (21, 22). Селективность недооценивается при использовании методов с низким разрешением (например,g., когда воксели большие, или когда используется пространственное сглаживание или групповой анализ).

• Эта статья содержит вспомогательную информацию на сайте www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1005062107/-/DCSupplemental.

Функционализм — Лаборатория принятия решений

Функционализм оказал важное влияние на развитие психологии начиная с XIX века. После того, как функционализм получил распространение, большинство структуралистских идей, которые ранее доминировали в этой области, были оспорены и не вошли в современную психологию, которую мы знаем сегодня.В частности, функционализм непосредственно привел к появлению в середине 20 века бихевиоризма, который рассматривает человеческое поведение как тип «рефлекса» в ответ на внешние раздражители.

Известные бихевиористы, включая Б.Ф. Скиннера и Иэна Павлова, основывали многие свои идеи на обучении с подкреплением и обусловливании на выводах функционалистов. Вы, вероятно, слышали об известном эксперименте Павлова по классической обусловленности, в котором он заставлял собак выделять слюну при звуке колокольчика. Этого, вероятно, не произошло бы без функционализма, который был отправной точкой для исследований, в которых наши психические процессы и поведение рассматривались как реакции на внешние раздражители.Сфера бихевиоризма и его практическое применение в прикладном анализе поведения (который использует эмпирические подходы для поощрения позитивного поведения) станет чрезвычайно популярной философией в клинической психологии и продолжает использоваться сегодня в качестве вмешательства для людей с такими состояниями, как аутизм, слабоумие и зависимость. ³

Функционализм также оказал прямое влияние на систему образования в США. Во многом это было связано с теорией Джона Дьюи, согласно которой дети должны учиться в темпе, который лучше всего соответствует их уровню интеллектуального развития, и что учебная программа должна побуждать учащихся использовать свои собственные интересы и опыт. ¹ Функционалистские и бихевиористские идеи также используются в условиях специального образования в качестве инструментов для поддержки позитивного поведения.

Наконец, экспериментальная традиция, которая выросла вместе с функционализмом, принесла широкий спектр исследовательских методов, которые до сих пор используются в современной психологии. К ним относятся наблюдения, физиологические измерения, ментальные тесты и анкеты.

Словарь философии разума

Подробности:

Популярный способ подтолкнуть интуицию к тому, что все, что необходимо поддерживать постоянным в отношении объекта, чтобы поддерживать постоянные ментальные свойства субъекта, — это набор причинно-следственных свойств это то, что стало известно как мысленный эксперимент «замена кремниевого чипа».

Нед ​​Блок (1980) выделяет три смысла функционализма. Первый — простой декомпозиционный функционализм. «Функционализм» в этом смысле относится к исследовательской стратегии, основанной на разложении системы на ее компоненты; затем вся система объясняется в терминах этих функциональных частей. Во-вторых, функционализм представления-вычислений — это частный случай декомпозиционного функционализма, который во многом опирается на аналогию «компьютер как разум». Психологическое объяснение при функционализме вычислений-репрезентации «сродни предоставлению компьютерной программы для разума» (Block 1980, p.171). Таким образом, ментальные процессы рассматриваются как разложимые до такой степени, что их можно рассматривать как процессы, столь же простые, как процессы цифрового компьютера или, аналогичным образом, машины Тьюринга. Наконец, Блок определяет метафизический функционализм. Эта форма функционализма представляет собой теорию разума, которая выдвигает гипотезу о том, что ментальные состояния просто являются функциональными состояниями. Метафизический функционалист утверждает, что ментальные состояния являются типами ментальных состояний, которыми они являются из-за причинных отношений между входами, выходами и другими ментальными состояниями (т.е. функциональные) состояния системы, как в машине Тьюринга. Физическая реализация набора функций, реализующих разум, не имеет отношения к тому, что делает что-то разумом — важны функциональные отношения.

В целом сторонники каждой из этих форм функционализма заявляют, что физическая реализация данной функции в некотором смысле не является ее сущностью. Метафизический функционализм отождествляет причинные структуры с ментальными состояниями, которые могут быть реализованы «огромным разнообразием физических систем» (Block 1980, p.173). Метафизический функционализм часто отождествляет ментальные состояния с «табличными состояниями» машины Тьюринга (Block 1980, p. 172). Точно так же функционализм вычислений-представлений утверждает, что механизм обработки информации, необходимый для запуска «интеллектуальной» программы, может быть гидравлическим, электрическим, механическим или каким-либо другим. Наконец, декомпозиционный функционализм, по крайней мере на поверхностном уровне, больше интересует функция системы, чем ее физический состав.

Однако декомпозиционный функционализм редко, если вообще когда-либо, полностью отделен от физической системы, для исследования которой он используется.Хотя верно, что в декомпозиционном функционализме функция исследуемой системы часто абстрагируется от ее физической реализации, это также случай, когда эта реализация постоянно пересматривается, чтобы лучше понять и охарактеризовать ее функцию. Декомпозиция — это не просто наблюдение за системой, наблюдение за различными функциями и построение модели. Это сложный процесс, который включает в себя изучение, повторное исследование и повторное исследование до бесконечности (или, по крайней мере, до тех пор, пока модель не станет примерно правильной) исходной физической системы.Другими словами, декомпозиция сильно ограничена разлагаемой системой (Bechtel and Richardson 1993).

Функционализм как теория разума весьма привлекателен. Он основан на математическом доказательстве и предоставляет средства для построения аналогий, которые помогут нам понять разум. Функционализм вычисления-представления является ярким примером такой «строгой» аналогии. Фактически, поскольку и цифровые компьютеры, и люди предположительно можно описать машиной Тьюринга, аналогия компьютер / мозг может быть подтверждена прямой ссылкой на теорию вычислений.Вот почему эквивалентность машины Тьюринга сыграла такую ​​центральную роль в поддержке функционалистских интуиций (Fodor 1981).

Однако то, что машина Тьюринга действительно предоставляет ученым-когнитивистам, — это не понятие эквивалентности и средство для обоснования чисто функциональных описаний разума, а скорее очень общее понятие вычислений. Машина Тьюринга описывает все пространство возможных вычислительных систем, поэтому все вычисления лежат в ограниченном пространстве машины Тьюринга.Поскольку любая данная реальная система подлежит множеству, возможно, бесконечному, вычислительному описанию, любая данная реальная система будет находиться во многих точках этого пространства. Таким образом, понятие эквивалентности машины Тьюринга дает мало информации о том, что «одинаково» в любых двух реальных системах — оно просто отмечает тот факт, что системы имеют одну точку в пространстве машины Тьюринга. Функционалисты не предоставляют способов отличить одно вычислительное описание мозга от другого. Маловероятно, что все они важны для ума.Таким образом, нам нужен лучший способ понимания взаимосвязи между реальными вычислительными системами, чем тот, который предоставляется машиной Тьюринга.

Осознание этого недооценки соответствующих функциональных свойств также порождает антифункциональный аргумент, впервые выдвинутый Райлом (1949). Райл утверждает, что функционализм не решает проблемы описания поведения сложной системы. Скорее, он усложняет систему за счет введения большего количества функций. Райл отметил, что будет бесконечное количество необъяснимых функциональных терминов, поскольку каждая функция верхнего уровня раскладывается на более низкоуровневые функции в соответствии с этой методологией.

Однако, как отмечает Камминс (1983), Райл упустил из виду тот важный факт, что каждая из недавно установленных функций проще, чем та, которую она призвана помочь объяснить. Таким образом, разложение в конечном итоге будет достаточно простым, чтобы мы могли его понять и использовать для объяснения самого высокого уровня функционирования — функционирования всей системы.

Но позже Камминс совершает серьезную ошибку, пытаясь обойти «регресс Райла». Камминс прав, отмечая, что каждая новая функция будет проще, но он ошибается, предполагая, как и он, что эти более простые функции могут быть реализованы, как мы считаем нужным (Cummins 1980).Камминс ошибочно предположил, что сохранение декомпозиционного функционализма сохраняет представление вычислений и метафизический функционализм. Как отмечалось ранее, между этими типами функционализма следует проводить важное различие; первая — это методология, а две последние — теории разума. В качестве методологии декомпозиционный функционализм предоставляет средства для объяснения поведения системы в более простых и простых теоретических терминах, так что до сих пор Камминс прав. Однако как теория разума, вычислительная репрезентация и метафизический функционализм ошибочно предполагают, что реализация функциональной истории не имеет отношения к улавливанию различных аспектов поведения.Несмотря на то, что декомпозиционный функционализм сводится к более простым компонентам, он позволяет нам остановить регресс Райла на достаточно простом компоненте только в том случае, если этот компонент имеет реализацию, которая точно сохраняет функциональное описание. Когда у нас есть реализуемая простейшая функция, больше не возникает вопросов относительно того, какие функции могут быть реализованы с помощью этой реализации, в отличие от случая теоретической характеристики. Другими словами, отнюдь не ясно, есть ли у нас какой-либо последовательный способ ограничения возможных функций системы без ссылки на лежащий в основе физический механизм.

Крис Элиасмит

Какая логическая связь между функционализмом и множественной реализуемостью ?

Во многих дискуссиях по философии разума тезисы функционализма и множественной реализуемости упоминаются на одном дыхании так часто, что неясно, являются ли они отдельными тезисами, и если да, то каковы логические отношения между ними? находятся. В этом кратком эссе я подхожу к проблеме, обсуждая, что нужно для того, чтобы быть функциональными и множественно реализуемыми видами в целом.Я буду утверждать, что эти два тезиса действительно разные, и что ни один из них не влечет за собой другого.

1. Функционализм не предполагает множественной реализуемости.

Предположим, мы должны исправить расширение предиката «x is a blorg» следующим образом.

x — это blorg на тот случай, когда x сталкивается с атомом водорода, тогда x перемещается по траектории, точно перпендикулярной исходной траектории атома водорода.

Учитывая, что ссылка на «блорг» фиксируется указанным выше способом, кажется, что блорги составляют функциональный вид: их определяющими признаками являются причинные отношения.Однако может оказаться, что существует только один набор физических свойств, экземпляра которого достаточно для создания экземпляра блорга, скажем, молекулы PQR. Итак, хотя блорги индивидуализированы каузальными реляционными свойствами, оказывается, что физически реализовать их каким-либо образом, кроме одного, невозможно. Таким образом, они не являются множественно реализуемыми функциональными видами.

2. Множественная реализуемость не влечет за собой функционализма.

Вид может быть реализован многократно, даже если он не является функционально индивидуализированным.В качестве примеров множественно реализуемых, но нефункциональных видов нам нужно обратиться к видам, индивидуализирующие отношения которых не являются причинными, или к видам, индивидуализирующие свойства которых даже не являются относительными. Одним из примеров первого может быть: нахождение за пределами моего светового конуса. Все, что находится за пределами моего светового конуса, слишком далеко от меня, чтобы иметь со мной какие-либо причинные отношения, поэтому рассматриваемые индивидуализирующие отношения не являются причинными. Другой пример — нефрит. Для изготовления нефрита достаточно двух химически различных материалов: жадита и нефрита.Но быть образцом нефрита не зависит от того, какую причинную роль он играет (в отличие, скажем, от мышеловки). Вместо этого что-то представляет собой образец нефрита на случай, если он имеет химический состав жадита или нефрита. Придерживаясь примеров из химии, мы могли бы сказать, что химический элемент реализуется различными физическими свойствами (по крайней мере, столько же, сколько существует химических элементов), но он не индивидуализирован типами причинно-следственных связей, которые образцы химических веществ несут друг с другом. .В качестве другого класса примеров рассмотрим геометрически индивидуализированные виды, такие как квадраты, кубы, круги и сферы. Считается ли что-то сферой, зависит от того, является ли это трехмерным объектом, крайние точки которого равноудалены от его центра. Что-то может быть сферой, не будучи причинно связанным ни с чем другим, поэтому сферы не являются функциональными видами. А сферы могут иметь физически различные наборы свойств: сферы могут быть сделаны из золота, протеина или дерева; они могут быть сплошными или полыми; они могут иметь любую массу и диаметр; и т.