מחקר במחלקה למדעי הקוגניציה והמוח
תחומי מחקר במחלקה למדעי הקוגניציה והמוח
חקר הזיכרון והשכחה, היבטים שפתיים וחברתיים של הזיכרון האנושי
במעבדה אנחנו חוקרים את הבסיס הנוירו-קוגניטיבי של זיכרון אפיזודי: היכולת האנושית לעשות מסע מנטלי בזמן ולחוות מחדש חוויות מהחיים (לדוג‘, טיול לחו"ל ואפילו נסיעה לעבודה). המחקר שלנו עוסק, בין היתר, בשאלות הבאות: מדוע ובאיזה אופן אנו שוכחים דברים שפעם זכרנו? מה מהות הפער בין החוויה הרגשית בזמן אירוע וכאשר אנו נזכרים בו? האם ואיך ניתן להדחיק זיכרונות? כיצד מושפע הזיכרון מתהליכים מוחיים וקוגניטיביים קודם ללמידה? כיצד מאורגן המידע הנשמר בזיכרון כך שנוכל לשלוף אותו באופן יעיל? כמה מוקדם ניתן להבחין בהבדלים שפתיים בין אנשים שיפתחו דנמציה וכאלה שלא?
כמו כן, אנו חוקרים היבטים חברתיים של הזיכרון האנושי, לדוגמא: האם וכיצד אנו מעריכים את נכונות הזיכרונות של אנשים אחרים? מה הם הגורמים החברתיים והאישיותיים שמשפיעים על היכולת שלנו להבחין בין זכרונות לדמיונות של דברים שלא קרו?
אנו עושים ניסויים התנהגותיים במעבדה (מול מחשב, בכלים של VR או עם נסיין), ניסויים אונליין, וכן משתמשים בטכנולוגיות הדמיה מוחית כמו EEG ו-FMRI, במכשור למעקב אחר תנועות עיניים ובכלים של למידת מכונה ועיבוד שפה טבעית (NLP). בחלק מהמחקרים אנו משווים בין אוכלוסיות שונות (נבדקים צעירים ובריאים, פציינטים עם לקויות זיכרון, מבוגרים).
רשימת פרסומיםחקר תהליכים קוגניטיביים נשלטים, אוטומטיזציה, היבטים אוטומטיים וקוגניטיביים מודעים של מיומנות אנושית
מחוץ למעבדה המחקר מתרכז בשאלות פילוסופיות אודות היחס בין חישוביות לקוגניציה, סיווג של תהליכים חישוביים פיזיקליים, היחס בין מידע ועיבוד מידע לקוגניציה, טיבם של הסברים חישוביים במדעי המוח והקוגניציה, אופיים של הסברים ייצוגיים במדעי הקוגניציה והמוח, טיבם ומגבלותיהם של הסברים בייסיאניים במדעי הקוגניציה והמוח, היחס בין ידע ש- (כלומר: ידע עובדתי / סמנטי) וידע איך (כלומר: ידע פרוצדורלי), והאינטראקציה בין ידע ומיומנות.
במעבדה, אנו חוקרים בעיקר את האינטראקציה בין למידה, רכישת מיומנות, ואוטומציה בניסויים התנהגותיים. (אך תחומי מחקר אחרים המונחים ע״י שאלות אפיסטמיות אפשריים גם כן.) המחקר במעבדה עוסק, בין היתר, בשאלות הבאות: האם בקרה קוגניטיבית ניתנת לאוטומטיזציה? האם היא משתפרת (מבחינת מהירות תגובה ורמת דיוק) תוך כדי אימון? האם עצם הביצוע של תהליכים קוגניטיביים אוטומטיים (למשל, קריאת מילים ומספרים, או זיהוי פרצופים) משפר את הביצועים של משימות אחרות הנשלטות קוגניטיבית (לדוגמא, משימות סיווג מילוליות ונומריות, או סיווג מגדרי של פרצופים)? האם שיפור שכזה, במידה וקיים, מוגבל לעיבוד באותו תחום (לדוגמא, קריאת מילים וסיווג מושגים) או לא (לדוגמא, קריאת מספרים -> סיווג מגדרי של פרצופים)? האם ניתן לדכא את אפקט ה-Stroop (כמקרה פרדיגמטי של עיבוד אוטומטי) לאורך זמן (לדוגמא, לאחר תרגול אותה המשימה במשך מספר שבועות)? כיצד מתן הוראות (כתובות או בע״פ) או קבלת משוב לאחר ביצוע מטלה עשויים להשפיע על רכישת מיומנות?
בקרה מוטורית וקוגניטיבית, למידה מוטורית, תהליכי שיקום והחלמה
אנחנו חוקרים את הבסיס העצבי והקוגניטיבי של למידת מיומנות מוטורית וביצוע פעולות מוטורית באמצעות ניסויים התנהגותיים, הדמיה מוחית, ומודלים קינמטים של תנועה. בנוסף, אנחנו חוקרים כיצד מיומנות מוטורית נפגעת בעקבות פגיעות במערכת העצבים המרכזית (כגון שבץ), וכיצד המיומנויות האלה מחלימות לאחר שבץ ובעקבות טיפולים שיקומיים. אנחנו גם מתעניינים בהשפעה של הידרדרות קוגניטיבית בגיל מבוגר ובעקבות נזק למערכת העצבים על היכולת של נבדקים ללמוד מטלות מוטוריות חדשות, ועל היכולת שלהם להשתקם מפגיעה.
מערכות קוגניטיביות מורכבות ויישומים רב תחומיים של בינה מלאכותית
שני תחומי מחקר השנה הם זיהוי אוטומטי של נורמות חברתיות בטקסטים (במימון DARPA) ובניית מודלים פשוטים לאתגרים כדוגמת ניבוי לטווח קצר.
ראו ספר חדש מאת החוקר: Using AI for dialoguing with texts: From psychology to cinema and literature
אתר המעבדה
חקר שפת הפנים
המעבדה לחקר שפת הפנים עוסקת במחקר בינתחומי המתמקד בשפת הבעות הפנים. נקודת המוצא שלנו היא ההשערה ששפת הבעות הפנים מורכבת מיחידות של תנועות פנים בעלות משמעות סמנטית, המשולבות בהתאם לכללים תחבירים בדומה לשפה מדוברת.
כאשר אנו צופים בזרם של תנועות פנים, אנו קולטים לא רק את הפרטים החזותיים אלא גם את המשמעות הסמנטית שהדובר מייעד לתנועות. כל זאת מבלי להיות מודעים לחישובים המורכבים עליהם מסתמך המוח.
במעבדה אנו חוקרים את התהליכים המורכבים של הפיכת מידע תנועת הפנים למשמעות.
המעבדה משלבת תיאוריות קוגניטיביות והתנהגותיות המתארות את האופי הדינמי של אינטראקציה אנושית, בשילוב עם מודלים חישוביים כגון מסגרות עיבוד שפה טבעית (NLP), טכניקות למידת מכונה מתקדמות ומודלים של ראייה ממוחשבת (כגון רשתות עצביות קונבולוציוניות עמוקות).
חברי המעבדה והחוקרים איתם אנו משתפים פעולה מגיעים מרקעים מגוונים, כולל פסיכולוגיה, מדעי המוח, מדעי המחשב ולמידת מכונה.
אתר המעבדה
פיתוח כלים אבחוניים, מודלים חישוביים וטכנולוגיות מוחיות לתופעות פסיכיאטריות ונוירולוגיות
המחקר במעבדה משלב עבודה ניסיונית, הכוללת מדידות EEG, יחד עם עבודה תיאורטית-חישובית, הכוללת מגוון כלי ניתוח מתמטיים וכלי למידת מכונה ולמידת עמוקה. ניתוח הנתונים והמודלים החישוביים משלבים כלבים מהעולמות של פיזיקה של מערכות מורכבות ודינמיקה לא לינארית.
נושאי מחקר מרכזיים במעבדה: דינמיקה של המוח האפילפטי; ניטור שינה וחסך שינה; ממשקי מוח-מחשב ויישומיהם בהקשרים קליניים, אזרחיים ובטחוניים; מדדים לעומס קוגניטיבי ותהליכי רכישת מיומנות; ניטור רמת הכרה ומודעות בעת הרדמה, בהפרעות הכרה ותחת השפעת סמים פסיכדליים. קיימות משרות פתוחות לתלמידי דוקטורט ופוסט-דוקטורט.
הבנת ראייה אנושית באמצעות מודלים של רשתות נוירונים עמוקות
במעבדת Brains & Machines אנחנו חוקרים ראייה אנושית באמצעות שתי גישות משלימות: (1) בניית מודלים מבוססי רשתות נוירונים עמוקות של תהליכי ראייה אנושית גבוהים, תוך כדי שימוש בכלים ותובנות מחידושים עדכניים בלמידת מכונה. (2) ניסויים בהתנהגות, תנועות עיניים ודימות מוחי, הבוחנים אמפירית את הניבויים של המודלים בבני אדם. תוכנית המחקר של המעבדה מהווה חלק מתחום מחקר חדש הנקרא מדעי המוח החישוביים הקוגניטיביים (Cognitive Computational Neuroscience) ומכוון לגילוי הסברים מכניסטיים לקוגניציה אנושית באמצעות בניה ומבחן אמפירי של מודלים חישוביים מבוססי רשתות נוירונים. קיימות משרות פתוחות לתלמידי תואר שני עם רקע בתכנות והרבה סקרנות.
המעבדה מתמקדת באפיון חוויה תפיסתית סובייקטיבית תוך שימוש במחקר התנהגות והדמיה בשני מאמצים. המאמץ הראשון הוא תיאורטי, הוא מתרכז בפיתוח נוסף של השערת MTM ומנצל את המסגרת שהיא מספקת לתחומים אחרים של מדע הקוגניציה (ראשית, לתפיסה מספרית). מאמץ זה כולל פורמליזציה של המודל ונגזרותיו כדי ליצור תחזיות חדשות. המאמץ השני הוא מתודולוגי, והוא נועד ליצור פרדיגמות חדשות לבדיקת תחזיות MTM ולמצוא דרכים חדשות לאפיין תפיסה סובייקטיבית.
motisalti@gmail.com
מדעים קוגניטיביים באוניברסיטת בן-גוריון בנגב
באוניברסיטת בן-גוריון בנגב קיימת קהילה גדולה של חוקרים בתחומי המדעים הקוגניטיביים ובתחומים המשיקים להם. בתוכנית לתואר שני ושלישי מעורבים כשישים חברי סגל בכיר.
חברי סגל התכנית משתייכים ליחידות שונות באוניברסיטה:
הפקולטה למדעי הרוח והחברה- המחלקה לפסיכולוגיה, המחלקה לפילוסופיה, המחלקה לבלשנות והמחלקה לחינוך;
הפקולטה למדעי הטבע- המחלקה למדעי-המחשב, המחלקה למתמטיקה, המחלקה לפיזיקה והמחלקה למדעי החיים;
הפקולטה למדעי ההנדסה- המחלקה להנדסה ביו-רפואית, המחלקה להנדסת חשמל ומחשבים, המחלקה להנדסת תעשיה וניהול והמחלקה להנדסת מערכות-מידע;
באוניברסיטה מרכזי מחקר שונים בתחומים ובנושאים הרלוונטיים למדעים הקוגניטיביים, כמו בית הספר למדעי המוח ולקוגניציה, מרכז ABC לרובוטיקה חקלאית, ביולוגית וקוגנטיבית, המרכז לקבלת החלטות ופסיכולוגיה כלכלית, מרכז הסייבר והמרכז הרב תחומי לחקר הזיקנה (CMRA).
בית הספר למדעי המוח ולקוגניציה מאגד תחתיו את כלל חוקרי המוח באוניברסיטת בן-גוריון.
