موضوع مقاله: کدگذاری عصبی | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # کدگذاری عصبی | مقدمه: بر اساس این نظریه که اطلاعات حسی و دیگر اطلاعات ارائه شده در مغز توسط شبکهای از نورونها بیان می‌شود، گمان می‌شود که سلول‌های عصبی می‌توانند اطلاعات دیجیتال و آنالوگ را کد کنند. | ## بخش 1: کدگذاری عصبی | معنای کدگذاری محتوای اطلاعاتی در این رویکرد، هویت محرک (معمولاً محرک حسی) یک محتوای اطلاعاتی (مربوط به اطلاعات حسی) دیده می‌شود. کدگذاری یک محتوای اطلاعاتی، به معنی تمایز و تفکیک یک حالت از محتوای اطلاعاتیِ کدگذاری شده است از حالات ممکنِ دیگر برای آن محتوای اطلاعاتی. این تمایز و تفکیک با نگاه به الگوی فعالیت نورونهای درگیر در این کدگذاری انجام می‌شود. معمولاً پاسخ نورون‌ها، فعالیت الکتریکی آن‌ها در نظر گرفته می‌شود که به فرم شلیک نورونی (اسپایک یا پتانسیل عمل) است. هر الگوی فعالیت، نمایانگر یا اعلان‌کنندهٔ هویت محرکی است که نورون‌های مورد نظر مسوول پاسخ به آن هستند (گماشته شده‌اند). گیرندهٔ آن سیگنال‌ها (فعالیت‌های نورونی)، آن‌ها را به نوعی تعبیر، تفسیر و ترجمه می‌کند. برای این منظور باید هماهنگی ای از قبل میان فرستنده و گیرندهٔ آن کدها برقرار شده باشد که در طی آن روشی بین آن‌ها توافق شده و کد ی گماشته شده است. از نظر گیرندهٔ فرضی، و در طی این رمزگشایی فرضی، و با کمک توافق قبلی است که این پاسخ‌ها و فعالیت‌ها ی نورونی، نمایانگر یک محتوای اطلاعاتی شده‌اند. بدین ترتیب، ملاحظهٔ پاسخ، تمییز و تفکیک آن از سایر محتواهای ممکن می‌کند و قائل به وجود آن محتوای اطلاعاتی در آن بخش از مغز می‌شویم. | ## بخش 2: کدگذاری عصبی | منظور از محتوای اطلاعاتی، تمایز و تفکیک نوع محرک (معمولاً محرک حسی) است که بر اساس خوانشِ فعالیتِ الکتریکی آن گروه از نورونها انجام می‌شود. به عبارت دیگر، آن محتوا ی اطلاعاتی در پاسخ یا فعالیت نورونی نمود یافته، اعلان (مانیفست)، ابراز (اکسپرس) و ارائه (رپرزنت) شده. در اینجا منظور از ابراز این است که اطلاع مورد نظر، از طریف آن کد (رمز و الگو)، به بقیهٔ مغز اعلان و اطلاع‌رسانی می‌شود. ممکن است بقیهٔ مغز به‌طور کامل یک رمز گشایی (به معنی انسانی آن) انجام ندهند اما از دید یک ناظر سوم-شخص (ناظر شناسا)، این عمل کدگذاری و خوانش را می‌توان یک کد گذاری و سپس رمزگشایی دید که (به ترتیب) در ابتدا و انتها یک کانال اطلاعاتی انجام شده است. ریشه‌های ایدهٔ این دیدگاه کانال اطلاعاتی، از رویکرد نظریه اطلاعات نشات گرفته است. انواع مختلف کدگذاری‌های عصبی فعالیت اسپایک-ی نورون‌ها ممکن است به گونه‌های مختلفی تعبیر و ترجمه و تفسیر شود. تقسیم بنودی‌های مختلفی رد این زمینه وجود دارد: تقسیم‌بندی بر اساس زمان: در بُعد زمان، دو نوع کدگذاری اصلی نورونی محل مناقشه و جدل هستند: کدگذاری مبنی بر نرخ و کدگذاری مبتنی بر زمان که در نواحی مختلف کارکردهای مختلفی دارند. این دو، برای مثال، به ترتیب در قشر مخ (کورتکس) و اعصاب اولیه ی حسی شناسایی شده‌اند. تقسیم‌بندی بر اساس جانگاری: طبقه‌بندی دیگری برای انوع کدگذاری نیز وجود دارد که (بر خلاف تقسیم‌بندی قبلی که بر حسب زمان بود) بر حسب موضع و محل قرارگیری نورونها در کنار یکدیگر (و در یک نقشهٔ فرضیی ارتباط میان آنها) است. | ## بخش 3: کدگذاری عصبی | در کد گذاری تُنُک، در هر لحظه، تعدادی کمی از نورون‌ها شدیداً فعال و در حال فعالیت هستند، و بقیه خاموشند. برای کدگذاری یک محتوای اطلاعاتی، یعنی تمایز یک حالت از محتوای کدگذاری شده از حالات دیگر، در هر حالت یک زیر مجموعهٔ متفاوت از آن گروه نورونهای درگیر در این کدگذاری فعال هستند. هر زیرمجموعه، یک الگوی (پترن) ترکیبیاتی را مشخص می‌کند که آن ترکیب، نمایانگر محتوایی متفاوت از سایر محتواهای ممکن است. (منظور از محتوای اطلاعاتی، تمایز نوع محرک است که در پاسخ الکتریکی آن گروه از نورونها نمود یافته است. تقسیم‌بندی بر اساس برچسب خط ورودی: همان شبیه مورد فوق (جانگاری) است، اما بر اساس آکسون‌های ورودی (فیبر و شاخه‌های آوران سیگنار ورودی به یک نورون یا گروه نورونی) تفسیر انجام می‌شود. بر اساس اینکه کدامیک از خطوط ورودی فعال شده باشد، (یا کدام زیر مجموعه از خطوط: الگویی متشکل از بیش از یک ی از این خطوط) فعال شده باشد، یک تفسیر از آن خوانده می‌شود. کدگذاری مبتنی بر پیش‌بینی یا پریدیکتیو یا پیشبینیانه (پریدیکتیو کدینگ predictive coding) یک استراتژی کلی است که نمودهای مختلفی دارد و به عنوان یک اصل سازمان دهی برای طرزکار مغز، مورد توجه روزافزون قرار گرفته است. در طی آن در هر لحظه نورونها به‌طور فعال به پیش‌بینیِ لحظه‌ای و اصلاح (بازنگری و تطبیق) لحظه به لحظهٔ آن پیش‌بینی‌ها (برای مقصود تسک مورد نظر) مشغولند. | ## جمع‌بندی | در این دیدگاه، رابطهٔ سلسله مراتبی بین نورونهای مختلف، نوع سامان دهی بین پیش‌بینی‌های لحظه به لحظه، و همچنین اصلاح لحظه‌ایِ پیش‌بینی‌ها برقرار می‌کند.