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| - The grandmother cell, also known as the gnostic neuron, is a hypothetical neuron that represents a person's grandmother or, more generally, any complex and specific concept or object. A grandmother cell activates when a person "sees, hears, or otherwise sensibly discriminates" his or her grandmother. The term grandmother cell was coined by Jerry Lettvin; the term gnostic neuron comes from Jerzy Konorski. Support for the grandmother cell theory comes from early and replicated studies that found visual neurons in the inferior temporal cortex of the monkey that fired selectively to hands and faces. However, they didn’t find monkey cells that were selective for other visual objects important for monkeys such as fruit and genitalia. This was explained with the argument that it is more crucial for a monkey to differentiate among faces than among other categories of stimuli such as bananas. Furthermore, faces are more similar to each other in their overall organization and fine detail than any other stimuli that a monkey must discriminate among. More support for the theory came from later studies that found that inferior temporal cells can be trained to show great specificity for arbitrary visual objects, and these would seem to fit the requirements of gnostic/grandmother cells. In addition, there is now good evidence for cells in the human hippocampus that have highly selective responses to gnostic categories including highly selective responses to individual human faces. Yet most of the reported face-selective cells do not really fit a very strict criteria of grandmother/gnostic cells in representing a specific percept, that is, a cell narrowly selective for one face and only one face across transformations of size, orientation, and color. Even the most selective face cells usually also discharge, if more weakly, to a variety of individual faces. Furthermore, face-selective cells often vary in their responsiveness to different aspects of faces, suggesting that they form ensembles for the coarse or distributed coding of faces rather than detectors for specific faces. Thus, a specific grandmother may be represented by a specialized ensemble of grandmother or near grandmother cells. In 2005, a UCLA and Caltech study found evidence of different grandmother cells that represent people like Bill Clinton or Jennifer Aniston. A neuron for Halle Berry, for example, might respond "to the concept, the abstract entity, of Halle Berry", and would fire not only for images of Halle Berry, but also to the actual name "Halle Berry". However, there is no suggestion in that study that only the cell being monitored responded to that concept, nor was it suggested that no other actress would cause that cell to respond (although several other presented images of actresses did not cause it to respond). The grandmother cell hypothesis is not universally accepted. The opposite of the grandmother cell theory is the distributed representation theory, that states that a specific stimulus is coded by its unique pattern of activity over a group of neurons. The arguments against the grandmother cell theory include: According to some theories, one would need thousands of cells for each face, as any given face must be recognised from many different angles – profile, 3/4 view, full frontal, from above, etc. Rather than becoming more and more specific as visual processing proceeds from retina through the different visual centres of the brain, the image is partially dissected into basic features such as vertical lines, colour, speed, etc., distributed in various modules separated by relatively large distances. How all these disparate features are re-integrated to form a seamless whole is known as the binding problem. (en)
- La théorie du neurone grand-mère désigne, dans le domaine des neurosciences cognitives, l'idée que certains neurones du système nerveux central seraient spécialisés dans le traitement de stimuli complexes. De façon humoristique, on pourrait donc imaginer qu'il y aurait des neurones spécialisés pour reconnaître le visage de sa grand-mère. Le terme "neurone grand-mère" serait dû à Jerry Lettvin qui l'utilisa sur un ton ironique dans un article de 1967. On utilise aussi les expressions "neurone pontifical", "neurone cardinal" (Horace Barlow) ou "neurone gnostique" . L'origine de cette théorie s'ancre dans la découverte au sein du cortex visuel de neurones sensibles à de simples barres claires sur fond sombre : lorsque l'on présente un tel stimulus dans une région du champ visuel, le taux de décharge de potentiels d'action de certains neurones augmente. Par la suite, on a montré qu'il existaient des neurones sensibles à des contours, des formes plus complexes et enfin à des objets, voire à des visages . De là a émergé l'idée que les informations visuelles sont traitées hiérarchiquement dans le cerveau : différents neurones seraient spécifiques de propriétés de plus en plus complexes d'un stimulus et au sommet de la pyramide se trouverait donc le "neurone grand-mère" qui intègre les différentes informations des neurones inférieurs pour former la représentation du visage de sa grand-mère. L'expression "neurone grand-mère" a fait florès chez les détracteurs d'une description hiérarchique du fonctionnement du système visuel et plus généralement du cerveau. Sous une forme plus ou moins développée, cette théorie qui s'inscrit dans l'approche dite computo-représentationnelle de l'esprit reste néanmoins le paradigme dominant dans le domaine des neurosciences cognitives. (fr)
- Das Großmutterneuron oder Gegenstandsneuron steht für ein inzwischen veraltetes Modell der Lernpsychologie. In dieser Theorie speichert ein einzelnes Neuron ein bestimmtes Engramm; so wäre z.B. für die Erinnerung an eine Person (z.B. die Großmutter) eine einzelne Nervenzelle zuständig. Bei einem spezifischen Reiz wird dieses spezielle Neuron besonders aktiv. Diese Ansicht ist inzwischen experimentell und theoretisch überholt. Wenn ein Neuron nur bei der Großmutter aktiviert wird, so muss dieses alle Reizinformationen der Sinnesorgane erhalten und kann diese auswerten. Das sogenannte Großmutterneuron hätte dann die Leistungsfähigkeit des gesamten Gehirns. Dies ist ein Widerspruch in sich. Trotzdem wird diese Theorie immer wieder publiziert, siehe Weblinks. Vielmehr wird durch das Erblicken der Großmutter ein bestimmtes räumliches und zeitliches Muster von Aktionspotenzialen generiert. Die Tatsache, dass an diesem Muster Neuronen beteiligt sind, die über das ganze Großhirn verteilt liegen, hat Vorteile: Auch nach einem Zelluntergang in bestimmten Bereichen können die wichtigen und stark konsolidierten Informationen noch von den verbleibenden Neuronen generiert werden. Sie sind redundant Dem Menschen ist es möglich, innerhalb von ca. 500 Millisekunden einen bekannten Menschen 100%ig zu erkennen. Ein Computer ist zu dieser Leistung nicht fähig, obwohl sein Arbeitstakt die des Menschen um einen Faktor >1000 übersteigt. Grund dafür ist die massive Parallelisierung beim Wiedererkennen von Gelerntem. Das Gehirn ist in 500 ms zu ca. 80 weiteren Verschaltungen in der Lage. Nur dadurch, dass ein Neuron mit bis zu 20. 000 weiteren Neuronen Kontakte besitzt, ist es möglich, dass innerhalb dieser Zeit theoretisch jede Nervenzelle der Großhirnrinde in ein Muster aus Aktionspotentialen involviert werden kann. (de)
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| - The grandmother cell, also known as the gnostic neuron, is a hypothetical neuron that represents a person's grandmother or, more generally, any complex and specific concept or object. A grandmother cell activates when a person "sees, hears, or otherwise sensibly discriminates" his or her grandmother. (en)
- La théorie du neurone grand-mère désigne, dans le domaine des neurosciences cognitives, l'idée que certains neurones du système nerveux central seraient spécialisés dans le traitement de stimuli complexes. (fr)
- Das Großmutterneuron oder Gegenstandsneuron steht für ein inzwischen veraltetes Modell der Lernpsychologie. In dieser Theorie speichert ein einzelnes Neuron ein bestimmtes Engramm; so wäre z.B. für die Erinnerung an eine Person (z.B. (de)
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