Cognitive Modeling (Γνωστική μοντελοποίηση) Kleanthis Neokleous, PhD

Σχετικά έγγραφα
Εγρήγορση (arousal) Είδη Προσοχής. Επιλεκτική Προσοχή επόμενα slides

Bayesian modeling of inseparable space-time variation in disease risk

Démographie spatiale/spatial Demography

«ΑΓΡΟΤΟΥΡΙΣΜΟΣ ΚΑΙ ΤΟΠΙΚΗ ΑΝΑΠΤΥΞΗ: Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΝΕΩΝ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΣΤΗΝ ΠΡΟΩΘΗΣΗ ΤΩΝ ΓΥΝΑΙΚΕΙΩΝ ΣΥΝΕΤΑΙΡΙΣΜΩΝ»

14-Σεπτ-2009 ΗΛΕΚΤΡΟΕΓΚΕΦΑΛΟΓΡΆ ΦΗΜΑ. Χαρακτηριστικά, εντολές εισόδου

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ

Πανεπιστήμιο Πειραιώς Τμήμα Πληροφορικής Πρόγραμμα Μεταπτυχιακών Σπουδών «Πληροφορική»

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 19/5/2007

BRAIN AWARENESS ACTIVITY IN NEUROSCIENCES. City Date Time Hall. Rhodes 16 March pm Cultural Events Hall Aktaion

Study of In-vehicle Sound Field Creation by Simultaneous Equation Method

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΕΙΡΑΙΑ ΤΜΗΜΑ ΝΑΥΤΙΛΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΤΗΝ ΝΑΥΤΙΛΙΑ

Main source: "Discrete-time systems and computer control" by Α. ΣΚΟΔΡΑΣ ΨΗΦΙΑΚΟΣ ΕΛΕΓΧΟΣ ΔΙΑΛΕΞΗ 4 ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ 1

Επιβλέπουσα Καθηγήτρια: ΣΟΦΙΑ ΑΡΑΒΟΥ ΠΑΠΑΔΑΤΟΥ

b. Use the parametrization from (a) to compute the area of S a as S a ds. Be sure to substitute for ds!

Thesis presentation. Turo Brunou

BRAIN AWARENESS ACTIVITY IN NEUROSCIENCES. City Date Time Hall. Rethymno, Crete 13 March pm Xenia Hall, Rethymno

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ ΗΡΑΚΛΕΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. ΘΕΜΑ: «ιερεύνηση της σχέσης µεταξύ φωνηµικής επίγνωσης και ορθογραφικής δεξιότητας σε παιδιά προσχολικής ηλικίας»

ΤΟ ΤΡΑΠΕΖΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ- ΟΙ ΣΥΓΧΡΟΝΕΣ ΤΡΑΠΕΖΙΚΕΣ ΥΠΗΡΕΣΙΕΣ- ΧΡΗΜΑΤΟΙΚΟΝΟΜΙΚΉ ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΩΝ ΤΕΣΣΑΡΩΝ ΣΥΣΤΗΜΙΚΩΝ ΤΡΑΠΕΖΩΝ

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

«Χρήσεις γης, αξίες γης και κυκλοφοριακές ρυθμίσεις στο Δήμο Χαλκιδέων. Η μεταξύ τους σχέση και εξέλιξη.»

5.4 The Poisson Distribution.

2 Composition. Invertible Mappings

Assalamu `alaikum wr. wb.

[1] P Q. Fig. 3.1

Μεταπτυχιακή εργασία : Μελέτη της εξέλιξης του προσφυγικού οικισμού της Νέας Φιλαδέλφειας με χρήση μεθόδων Γεωπληροφορικής.

Section 8.3 Trigonometric Equations

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΥΓΕΙΑΣ. Πτυχιακή διατριβή Η ΚΑΤΑΘΛΙΨΗ ΩΣ ΠΑΡΑΓΟΝΤΑΣ ΚΙΝΔΥΝΟΥ ΓΙΑ ΑΠΟΠΕΙΡΑ ΑΥΤΟΚΤΟΝΙΑΣ

Strain gauge and rosettes

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΔΙΑΝΟΜΗΣ. Η εργασία υποβάλλεται για τη μερική κάλυψη των απαιτήσεων με στόχο. την απόκτηση του διπλώματος

Τμήμα Πολιτικών και Δομικών Έργων

ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. του φοιτητή του Τμήματος Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και. Τεχνολογίας Υπολογιστών της Πολυτεχνικής Σχολής του. Πανεπιστημίου Πατρών

k A = [k, k]( )[a 1, a 2 ] = [ka 1,ka 2 ] 4For the division of two intervals of confidence in R +

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΟ ΙΔΡΥΜΑ (Τ.Ε.Ι.) ΠΕΙΡΑΙΑ ΣΧΟΛΗ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ: ΔΙΟΙΚΗΣΗΣ ΕΠΙΧΕΙΡΗΣΕΩΝ

Ανάκτηση Εικόνας βάσει Υφής με χρήση Eye Tracker

ΠΑΝΔΠΗΣΖΜΗΟ ΠΑΣΡΩΝ ΣΜΖΜΑ ΖΛΔΚΣΡΟΛΟΓΩΝ ΜΖΥΑΝΗΚΩΝ ΚΑΗ ΣΔΥΝΟΛΟΓΗΑ ΤΠΟΛΟΓΗΣΩΝ ΣΟΜΔΑ ΤΣΖΜΑΣΩΝ ΖΛΔΚΣΡΗΚΖ ΔΝΔΡΓΔΗΑ

The Simply Typed Lambda Calculus

ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΔΙΑΓΝΩΣΗΣ ΤΗΣ ΝΟΣΟΥ ΑΛΤΣΧΑΙΜΕΡ ΜΕ FMRI

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Τ.Ε.Ι. ΔΥΤΙΚΗΣ ΜΑΚΕΔΟΝΙΑΣ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΚΑΣΤΟΡΙΑΣ ΤΜΗΜΑ ΔΗΜΟΣΙΩΝ ΣΧΕΣΕΩΝ & ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΣ

Fourier Series. MATH 211, Calculus II. J. Robert Buchanan. Spring Department of Mathematics

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ

Πτυχιακή Εργασία Η ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΑΣΘΕΝΩΝ ΜΕ ΣΤΗΘΑΓΧΗ

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙO ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΚΕΣ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΙΚΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΘΕΜΑΤΩΝ ΔΑΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

6.003: Signals and Systems. Modulation

MSM Men who have Sex with Men HIV -

Calculating the propagation delay of coaxial cable

ΘΕΩΡΗΤΙΚΗ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΙΕΡΓΑΣΙΑΣ ΣΚΛΗΡΥΝΣΗΣ ΙΑ ΛΕΙΑΝΣΕΩΣ

Homework 8 Model Solution Section

ΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: Καθηγητής Γ. ΧΡΥΣΟΛΟΥΡΗΣ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ

Dr. D. Dinev, Department of Structural Mechanics, UACEG

How to register an account with the Hellenic Community of Sheffield.

Γιπλυμαηική Δπγαζία. «Ανθπυποκενηπικόρ ζσεδιαζμόρ γέθςπαρ πλοίος» Φοςζιάνηρ Αθανάζιορ. Δπιβλέπυν Καθηγηηήρ: Νηθφιανο Π. Βεληίθνο

Μελέτη των μεταβολών των χρήσεων γης στο Ζαγόρι Ιωαννίνων 0

ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗΣ ΣΥΝΤΑΓΟΓΡΑΦΗΣΗΣ ΚΑΙ Η ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ ΤΗΣ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ: Ο.Α.Ε.Ε. ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ ΠΕΛΟΠΟΝΝΗΣΟΥ ΚΑΣΚΑΦΕΤΟΥ ΣΩΤΗΡΙΑ

(1) Describe the process by which mercury atoms become excited in a fluorescent tube (3)

Φορτίο Νοσηρότητας Κεφάλαιο 16

Διπλωματική Εργασία. Μελέτη των μηχανικών ιδιοτήτων των stents που χρησιμοποιούνται στην Ιατρική. Αντωνίου Φάνης

PARTIAL NOTES for 6.1 Trigonometric Identities

Απόκριση σε Μοναδιαία Ωστική Δύναμη (Unit Impulse) Απόκριση σε Δυνάμεις Αυθαίρετα Μεταβαλλόμενες με το Χρόνο. Απόστολος Σ.

Higher Order Visual Processing in the primate brain

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΠΟΛΙΤΙΚΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ. «Θεσμικό Πλαίσιο Φωτοβολταïκών Συστημάτων- Βέλτιστη Απόδοση Μέσω Τρόπων Στήριξης»

ΣΤΥΛΙΑΝΟΥ ΣΟΦΙΑ

2 nd AEGIS Technical Meeting and On-Site Visit in Mytilene, Greece

ΚΕΙΜΕΝΟΚΕΝΤΡΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ: ΘΕΩΡΗΤΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΚΑΙ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ ΣΕ ΣΠΠΕ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΟΝ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΟ ΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ ΤΩΝ ΜΑΘΗΤΩΝ

«ΨΥΧΙΚΗ ΥΓΕΙΑ ΚΑΙ ΣΕΞΟΥΑΛΙΚΗ» ΠΑΝΕΥΡΩΠΑΪΚΗ ΕΡΕΥΝΑ ΤΗΣ GAMIAN- EUROPE

Homework 3 Solutions

ΠΤΥΧΙΑΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ ΒΑΛΕΝΤΙΝΑ ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΥ Α.Μ.: 09/061. Υπεύθυνος Καθηγητής: Σάββας Μακρίδης

Ταυτοποίηση ασθενούς μέσω ραδιοσυχνικής αναγνώρισης (RFID) με σκοπό τον έλεγχο της χορήγησης αναισθησίας κατά τη διάρκεια χειρουργικής επέμβασης

ΣΤΗΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΕΝΗ ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΓΡΟΤΙΚΟΥ ΧΩΡΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΕΣ ΜΗ ΚΥΒΕΡΝΗΤΙΚΕΣ ΟΡΓΑΝΩΣΕΙΣ ΠΟΣΟ «ΠΡΑΣΙΝΕΣ ΕΙΝΑΙ»;

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Μάρκετινγκ Αθλητικών Τουριστικών Προορισμών 1

Development of the Nursing Program for Rehabilitation of Woman Diagnosed with Breast Cancer

Contents Part I Psychoneuroimmunology and Systems Biology Mechanisms 1 From Psychoneuroimmunology to Personalized, Systems, and Dynamical Medicine

CRASH COURSE IN PRECALCULUS

Reminders: linear functions

Code Breaker. TEACHER s NOTES

ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ ΒΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΟΜΕΤΡΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Review Test 3. MULTIPLE CHOICE. Choose the one alternative that best completes the statement or answers the question.

Π Δ Ρ Η Δ Υ Ο Μ Δ Ν Α

Περίληψη (Executive Summary)

Η αλληλεπίδραση ανάμεσα στην καθημερινή γλώσσα και την επιστημονική ορολογία: παράδειγμα από το πεδίο της Κοσμολογίας

derivation of the Laplacian from rectangular to spherical coordinates

ω ω ω ω ω ω+2 ω ω+2 + ω ω ω ω+2 + ω ω+1 ω ω+2 2 ω ω ω ω ω ω ω ω+1 ω ω2 ω ω2 + ω ω ω2 + ω ω ω ω2 + ω ω+1 ω ω2 + ω ω+1 + ω ω ω ω2 + ω

Comparison of Evapotranspiration between Indigenous Vegetation and Invading Vegetation in a Bog

Sampling Basics (1B) Young Won Lim 9/21/13

ΑΚΑΓΗΜΙΑ ΔΜΠΟΡΙΚΟΤ ΝΑΤΣΙΚΟΤ ΜΑΚΔΓΟΝΙΑ ΥΟΛΗ ΜΗΥΑΝΙΚΩΝ ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ

Αναερόβια Φυσική Κατάσταση

ΔΘΝΗΚΖ ΥΟΛΖ ΓΖΜΟΗΑ ΓΗΟΗΚΖΖ

Capacitors - Capacitance, Charge and Potential Difference

Cognitive psychology of visual illusion

27/2/2013

ίκτυο προστασίας για τα Ελληνικά αγροτικά και οικόσιτα ζώα on.net e-foundatio // itute: toring Insti SAVE-Monit

Study on Re-adhesion control by monitoring excessive angular momentum in electric railway traction

Εκπαιδευτική Ρομποτική

The challenges of non-stable predicates

ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΕΝΙΣΧΥΣΗ ΤΩΝ ΚΟΜΒΩΝ ΟΠΛΙΣΜΕΝΟΥ ΣΚΥΡΟΔΕΜΑΤΟΣ ΜΕ ΒΑΣΗ ΤΟΥΣ ΕΥΡΩΚΩΔΙΚΕΣ

ΕΝΟΤΗΤΑ 2: Αυτόνομα Ευφυή Κινούμενα Ρομποτικά Συστήματα

SCITECH Volume 13, Issue 2 RESEARCH ORGANISATION Published online: March 29, 2018

Transcript:

Cognitive Modeling (Γνωστική μοντελοποίηση) Kleanthis Neokleous, PhD

Ο εγκέφαλος σαν ένα πληροφορικό σύστημα. Εξωτερικά ερεθίσματα (αισθητήρια όργανα) Ανταπόκριση (έξοδος του συστήματος)

Πώς προσπαθούμε να μελετήσουμε τον εγκέφαλο? Ο εγκέφαλος σαν ένα πληροφορικό σύστημα. Προσπαθούμε να «αντιγράψουμε» τη λειτουργία του εγκεφάλου με σκοπό να την εφαρμόσουμε σε αλγόριθμους και τεχνικές υπολογιστικής νοημοσύνης. Δημιουργώντας υπολογιστικά μοντέλα γνωστικών λειτουργιών με σκοπό να αυξήσουμε τις γνώσεις μας για τις συγκεκριμένες λειτουργίες.

Γνωστικά μοντέλα ένα παράδειγμα. Υπολογιστικό μοντέλο οπτικής επιλεκτικής προσοχής Επιλεκτική προσοχή: Η δυνατότητα ενός ατόμου στο να εστιάσει την προσοχή του σε ένα συγκεκριμένο ερέθισμα ενώ παράλληλα «απορρίπτει» ή «φιλτράρει» όλα τα άλλα που παρεμβάλουν. For example : The Cocktail party..

Computational neuroscience: The study of the nature of intelligence. Cognitive science is an interdisciplinary field with contributors from various fields Sociology Cognitive psychology Abilities, concepts, theories How to study ATTENTION? Neuroscience Biological implementation and correlates.. Philosophy Computational Neuroscience of Attention Linguistics Computer science Models and implementation Anthropology Biology

Οπτική Επιλεκτική Προσοχή Εξωγενής προσοχή Όταν έντονα χαρακτηριστικά σε μια οπτική σκηνή «κερδίζουν» την προσοχή Ενδογενής προσοχή Όταν πληροφορίες για συγκεκριμένους στόχους από τη λειτουργική μνήμη καθοδηγούν την προσοχή.

The Garden of Earthly Delights by Hieronymous Bosch.

Neuroscience Neuroimaging Techniques MEGs, fmri Visual cortex, PFC, anterior cingulate cortex... Single Cell Recordings.

Signals produced by the neural cells in the retina are propagated then into the brain through the optic nerve and reach a major relay station, the LGN (lateral geniculate nucleus)

Ventral visual stream seems to be involved in forming conscious representations of the identity of objects What pathway The dorsal stream, sometimes called the "Where Pathway" or "How Pathway", is associated with motion, representation of object locations, and control of the eyes and arms

Receptive Field: an area in which stimulation leads to response of a particular sensory neuron For V1 neurons, the receptive field is small, in the range of approximately 1 degrees of diameter, measured as a visual angle in the center of vision. This area is very small to cover most complete recognizable visual objects, but only a portion of it. V1 Neuron V1 Neuron s receptive field Rolls E.T. (2004) Invariant Object and Face recognition. The Visual Neuroscience Eds. Chalupa LM. and Werner JS. p. 1165-1178.MIT press.

Receptive Field: an area in which stimulation leads to response of a particular sensory neuron In area V4 the neural receptive field becomes larger, in the range of 10 degrees in visual angle diameter, and 20-50 degrees in inferotemporal cortex (IT). That is in the IT it is possible that a single neuron might signal the recognition of a small visual object (Rolls 2004). V4 Neuron V4 Neuron s receptive field Rolls E.T. (2004) Invariant Object and Face recognition. The Visual Neuroscience Eds. Chalupa LM. and Werner JS. p. 1165-1178.MIT press.

Steven Yantis 2005, How visual salience wins the battle for awareness Nature Neuroscience 8, 975-977

Επεξεργασία διαφόρων ερεθισμάτων

Ψάξτε για τον μαύρο κύκλο..

In general, attention in the neuronal level can be seen as a competitive process. Whenever two or more stimuli are represented in the same receptive field of a single cell, competition can result. This competition is translated mainly by the mechanisms of selection by attention and can be influenced by either bottom-up saliency cues or top- down volitional cues.

Spikes per second 70 60 V2 Preferred Att Away 50 40 30 20 10 0 SEM 0 50 100 150 ms. after stimulus onset 200 200 Reynolds, Chelazzi and Desimone, 1999, J. Neurosci.

Spikes per second 70 60 V2 Preferred Att Away Poor, Att Away 50 40 30 20 10 0 SEM 0 50 100 150 ms. after stimulus onset 200 200 Reynolds, Chelazzi and Desimone, 1999, J. Neurosci.

Spikes per second 70 V2 Preferred Att Away Pair, Att Away 60 Poor, Att Away 50 40 30 Pair, Att Poor 20 Attention 10 0 SEM 0 50 100 150 ms. after stimulus onset 200 200 Reynolds, Chelazzi and Desimone, 1999, J. Neurosci.

Responses of an example area V4 neuron as a function of attention and stimulus contrast. John H. Reynolds & Leonardo Chelazzi, Annual Review of Neuroscience, 2004, 27: 611-647

Bottom-up attention Colour Intensity Orientation

Top-Down attention Eric I. Knudsen, Fundamental Components of Attention, Annu. Rev. Neurosci. 2007

Rate-based mechanism of selection The simplest selection process is a rate-based mechanism. -Responses of neurons in early processing stages that convey information to be selected are made more prominent by raising their firing rates. -Responses of neurons that convey information to be ignored are made less prominent by suppressing or decreasing their firing rates. Yee Joon Kim et al., Attention induces synchronization-based response gain in steadystate visual evoked potentials Nature Neuroscience

Synchronization as a neuronal mechanism of selection. The theoretical basis for synchrony as a mechanism for attentional selection was originally proposed by Crick and Koch (1990). Francis Crick (8 June 1916 28 July 2004) The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1962 It was suggested that visual selective attention functions in a way that there is a change in the temporal structure of the neural spike trains representing the source that is to be selected

Niebur E., Hsiao S.S., Johnson K.O., (2002) Synchrony: a neuronal mechanism for attentional selection? Cur.Op. in Neurobio., 12:190 194

Semantic Top-Down attention Neural activity is known to be affected by semantic top-down attention mostly in area V4, the intermediate stage of visual object-processing pathway in the brain (Moran & Desimone, 1985; Connor et al., 1997; Reynolds & Desimone, 2003). Increase of firing rate Increase of synchronization in the neural activity Parietal and frontal lobes Visual area V1 Visual area V4

Spatial Top-Down attention Parietal and frontal lobes Visual cortex area V1

Attention - Cognitive Psychology Behavioral Experiments! Important observations mainly studying accuracy and reaction time.

The Attentional Blink Raymond, Shapiro and Arnell (1992). Refers to the refractory period following the identification of a visual target (T1) within a Rapid Serial Visual Presentation (RSVP). During this period, the human ability of detecting a second visual target (T2) is significantly decreased to approximately 300 to 500 ms. A 1 t 1 =0 ms t 2 =100 ms 6 t 3 =200 ms 7 B t 4 =300 ms t 5 =400 ms 3 t 5 =500 ms Raymond JE, Shapiro KL, Arnell KM (1992). "Temporary suppression of visual processing in an RSVP task: an attentional blink?". J.of exp. psyc. Human perc, and performance

A Demonstration T2 at Lag 7 6 N 57 3 2 V 94

A Demonstration T2 at Lag 7 normal speed 6 N 57 3 2 V 94

A Demonstration T2 at Lag 3 6 K 57 B 42 39

A Demonstration T2 at Lag 1 56 8 F R 42 39

The Attentional Blink 100 80 60 40 20 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Computational modeling of visual selective attention. Through simulations we can gain new knowledge and information related with visual selective attention Evaluate existing theories and contribute in the creation of new.. Study the interaction and the importance of visual selective attention in various social, medical and computational intelligence applications

Μαθηματική ανάλυση του μοντέλου

Μαθηματική ανάλυση του μοντέλου Μοντέλα νευρώνων Integrate and fire τ m dv dt = E leak V(t) + R m I s (t) I s t = (I AMPA t + I NMDA t ) + (I GABAA t + I GABAB t ) I s t = I exc t + I inh t = g ext t Es ext V + g inh t Es inh V g exc t = g exc w ext P s (t) and g inh t = g inh w inh P s (t) dp s dt = P s τ s + δ(t t k ) k Διακριτός χρόνος V i t + δt = (E leak V)(1 + dt τ m ) + R m τ m I s (t)δt

Εξωγενής Προσοχή υπολογιστική προσέγγιση Κανάλια αναλύουν διαφορές χρωμάτων, έντασης, και κλίσης στην οπτική εικόνα σε διάφορες χωρικές κλίμακες. Π.χ. 1 κανάλι για διαφορές έντασης 2 κανάλια για διαφορές χρωμάτων (κόκκινο πράσινο και μπλε κίτρινο). 4 κανάλια τα οποία κωδικοποιούν κλίσεις (0 o, 45 o, 90 o, 135 o ). I( c, s) I( c)θi( s) R( c) G( c) Θ G( s) R( ) RG( c, s) s B( c) Y( c) Θ Y( s) B( ) BY( c, s) s O( c, s, ) O( c, )ΘO( s, ) The computation of the specific feature types is based on evidence suggesting their existence in mammalian visual systems (Leventhal, 1991, Luschow & Nothdurft, 1993; Engel, Zhang & Wandell, 1997,DeValois, Albrecht & Thorell, 1982; Tootell, Hamilton, Silverman & Switkes, 1988).

Κωδικοποίηση εισερχόμενων ερεθισμάτων FR Si = α Max Pj + β n j =1 Pj FR Si είναι η συχνότητα αντίδρασης των 12 νευρώνων εισόδου που αντιστοιχούν στη θέση του ερεθίσματος Si Max Pj είναι η μέγιστη τιμή από όλα τα pixels που αντιστοιχούν στο ερέθισμα Si n j=1 Pj είναι το συνολικό άθροισμα όλων των τιμών των n pixels Pj που αντιστοιχούν στο ερέθισμα Si.

Αλληλοεπιδράσεις στο νευρωνικό δίκτυο «Ανταγωνισμός» μεταξύ οπτικών ερεθισμάτων Συγχρονισμός νευρωνικής δραστηριότητας. y FS 1 i (t + 1) = f(v FS 1, (g i exc IN w exc IN f(y IN j (t)) N j N + (g exc CDN w exc CDN f(y CDN j (t)))) j y X FS 2 i (t + 1) = f(v X FS2, (g i exc w FS 1 exc FS f(y 1 X FS 1 j (t))) N j M + (g inh w lat inhfs f(y A FS 1 j (t)))) j

Top-Down attention Eric I. Knudsen, Fundamental Components of Attention, Annu. Rev. Neurosci. 2007

Ενδογενείς επιδράσεις (top down interactions) Χωρικές νύξεις ( spatial cues) Νύξεις σημασιολογίας (semantic cues)

Μαθηματική ανάλυση του μοντέλου Spatial Top Down modulations. ENDOGENOUS GOALS MODULE Semantic Top Down modulations. Rate and temporal coding of incoming stimuli Control Signal VISUAL INPUT Saliency filters SEMANTIC CORRELATION CONTROL (Coincidence detector Nodes) Higher Layer of Visual Processing WORKING MEMORY First stage of processing in Primary visual cortices. Second stage of processing.

Possible applications of cognitive modeling of visual selective attention

Medical applications ADHD is the most commonly studied and diagnosed psychiatric disorder in children, affecting about 3 to 5% of children globally with symptoms starting before seven years of age.

Schizophrenia Schizophrenia is a group of serious brain disorders in which reality is interpreted abnormally Cognitive and attentional deficits have been suggested to play a critical role in the original descriptions of schizophrenia Michie PT, Fox AM, Ward PB, Catts SV, McConaghy N: Event-related potential indices of selective attention and cortical lateralization in schizophrenia. Psychophysiology 1990; 27:209 227

Social applications Working safety.. Car accidents avoidance etc

Applications in human computer interactions robotics

Applications in computer vision

Spatial Cognition Virtual Reality