Modèle gratuit top down

La perception correspond dans cette architecture au «problème inverse» de l`infroisage des causes des stimulations sensorielles; par exemple, déduire que le modèle de stimulation de la rétine d`un animal est provoqué par la présence d`une pomme devant elle [82]. Ce problème est appelé inverse, car le modèle génératif encode la façon dont les causes (la pomme) produisent les observations sensorielles (un motif sur la rétine de l`animal), par exemple la probabilité de ressentir une stimulation de la rétine donnée étant donné la présence d`une pomme. Cependant, pour déduire/reconstruire les causes, il est nécessaire d`inverser la direction de la causalité du modèle, c`est-à-dire de calculer la probabilité d`une pomme en raison de la stimulation de la rétine. Le problème inverse est résolu en utilisant la logique du codage prédictif: les hypothèses perceptives codées à des niveaux hiérarchiques plus élevés (par exemple, voir une pomme par rapport à une poire) produisent des prédictions concurrentes qui sont propagées vers le bas dans la hiérarchie, et comparées à stimuli sensoriels entrants (par exemple, voyant rouge) — et la différence entre les stimuli prédits et détectés (une erreur de prédiction) est propagée vers le haut, aidant à réviser les hypothèses initiales, jusqu`à ce que l`erreur de prédiction (ou l`énergie libre plus précisément) soit minimisée et que le hypothèse correcte (pomme) est déduite. Cette inférence est pondérée de précision (où la précision est l`inverse de la variance d`une distribution), ce qui signifie que plus l`incertitude d`une sensation est élevée, plus son influence sur la révision des hypothèses est faible. Ce schéma a été utilisé pour modéliser plusieurs tâches perceptives, y compris des cas aberrants (p. ex. hallucinations et fausse déduction) en raison de la précision des règlements erronés [77]; et fonctionne également pour différentes modalités (exteroceptive, interoceptive et proprioceptive). L`avantage de cette stratégie est que lorsque vous ajoutez des prédicteurs au modèle, vous pouvez voir si et combien chaque prédicteur réduit la variation inexpliquée. Les recherches futures devraient étudier en profondeur quels modèles peuvent être adaptés des neurosciences computationnelles à la modélisation biologique, surtout si la conservation moléculaire des mécanismes peut être exploitée pour des aperçus parallèles dans la mémoire de modèle. Un exemple d`application peut être l`effort pour comprendre la signalisation cellulaire pendant le contrôle de modèle en tirant profit sur les analogies avec le flux d`information (échanges synaptiques) impliqués dans une opération cognitive spécifique telle que le traitement perceptuel (p. ex. visuel).

Les principales théories du traitement perceptuel en neurosciences suivent un système de codage prédictif (ou similaire) basé sur des voies de traitement interactives, descendantes et ascendantes. Dans ces modèles, le traitement perceptuel est une fonction de ce que vous attendez et non (juste) des stimuli; C`est tout à fait littéral, dans le sens que ce qui est propagé vers le haut dans une hiérarchie de codage prédictive est une erreur de prédiction (approximativement, la différence entre le stimulus attendu et détecté), pas le stimulus lui-même [89]. Les modèles futurs de la façon dont les cellules interprètent les signaux entrants peuvent utiliser un schéma similaire (codage prédictif), et non un schéma purement anticipatif. Il existe de nombreux autres exemples de calculs cérébraux (par exemple accumulation de preuves, normalisation, sélection gagnante-take-all) qui sont bien caractérisés en termes de circuits neuronaux et d`échanges synaptiques, et qui peuvent fournir des idées pour étudier les cellules signalisation et autres phénomènes biologiques [90 149 150]. L`établissement d`une compréhension quantitative, prédictive et mécanistique de la morphogenèse dirigée par les objectifs enrichira de nombreux domaines, forgeant de nouveaux liens vers l`information et les sciences cognitives, et peut-être même aider les neuroscientifiques à comprendre la sémantique de États électriques dans le cerveau. En plus des nouvelles capacités pour la médecine régénérative et la bioingénierie synthétique [151], l`avancée conceptuelle de l`inclusion des stratégies descendantes est susceptible de potentialisation forte du besoin bien reconnu d`intégration croisée entre les différents niveaux de la biologie. Homéostasie de forme flexible et orientée vers l`objectif. (a) une queue greffée sur le flanc d`une salamandre remodèle lentement à un membre, une structure plus appropriée pour son nouvel emplacement, illustrant l`homéostasie de forme vers un plan de corps amphibien normal.

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