Bio-connectionist model based in the thalamo-cortical circuit / Modelo Bioconexionista basado en el circuito tálamo-cortical / Modelo Bio-conexionista baseado no circuito tálamo-cortical

Mario Andrés Chalita, Diego Lis

Resumen


Resumen
Estudios recientes sobre la interacción del tálamo con el
neocórtex alimentan positivamente la sospecha de que no
sólo el neocórtex es el principal responsable de los procesos
de aprendizaje, sino su intrínseca relación con el tálamo. La
simulación computacional ofrece un soporte conveniente
para complementar las hipótesis derivadas de estos
nuevos resultados experimentales. En el presente trabajo
argumentamos a favor de la necesidad de una disciplina
intermedia entre la neurociencia cognitiva computacional y
el conexionismo, a la cual denominamos bioconexionismo.
Presentamos un modelo bioconexionista que simula las
proyecciones entre el tálamo y el neocórtex, en particular en
el área sensorial primaria. Una nueva acepción del término
memoria resulta del diseño bioconexionista. Finalmente, en
busca de una interpretación de los resultados, lo comparamos
con el trabajo de un conexionista de la primera ola, W. K.
Taylor, quien, como resultado de una profusa contribución a
la tradición, publicó en 1964 los lineamientos para un modelo
cuyos supuestos son semejantes al modelo aquí expuesto.
En el plano neurocientífico, llamamos la atención sobre la
relevancia del tálamo en su relación con el neocórtex y en
su responsabilidad en los procesos cognitivos. En relación
al conexionismo, presentamos un modelo bioconexionista
del que se deriva una posible explicación a los datos
experimentales recientes. Desde el punto de vista de la historia
del conexionismo, intentamos mostrar por qué conviene que
los trabajos de Wilfred Kenelm Taylor sean reconsiderados.

Palabras clave: Conexionismo; Neurociencia cognitiva com-
putacional; Redes neurales; Tálamo-cortical; Estimulación
sensorial; Percepción; Capa neocortical 6

Abstract
Recent studies on the interaction of the thalamus with the
neocortex positively feed the intuition that not only the
neocortex is primarily responsible for the learning process,
but also its intrinsic relationship to the thalamus is. Computer
simulation conveniently support the hypotheses derived from
these new experimental results. In this paper we argue for the
need for an intermediate discipline between the computational
cognitive neuroscience and connectionism, which we call
bio-connectionism. We present a bio-connectionist model
that simulates projections between the thalamus and the
neocortex - particularly in the primary sensory area. A new
sense of the word memory results from this bio-connectionist
design. Finally, through the search of an interpretation
of the model results, we contrast it with the work of a first-
wave connectionist: W. K. Taylor, who, as a result of profuse
contribution to the tradition, published in 1964 guidelines
for a model whose assumptions are similar to the model
discussed herein. On the neuroscientific level, highlights the
importance of the thalamus in its relation to the neocortex
and their responsibility in cognitive processes. In relation to
connectionism, we present a bio-connectionist model from
which a possible explanation for the recent experimental data
is derived. From the standpoint of the history of connectionism,
we try to show why the work of Wilfred Kenelm Taylor should
be reconsidered.

Key words: Connectionism; Cognitive computational
neuroscience; Neural network; Thalamocortical; Sen-
sory stimulation; Perception; Neocortical layer 6

Resumo
Estudos recentes sobre a interação do tálamo com o
neocórtex alimentam positivamente a suspeita de que não
só o neocórtex é o principal responsável pelo processo de
aprendizagem, mas sua relação intrínseca com o tálamo. A
simulação computacional oferece um suporte conveniente
para complementar as hipóteses derivadas destes novos
resultados experimentais. Neste artigo, defendemos
a necessidade de uma disciplina intermediária entre a
neurociência cognitiva computacional e o conexionismo,
que chamam bioconexionismo. Nós apresentamos um
modelo que simula projeções bioconexionista entre o
tálamo e o neocórtex, particularmente na área sensorial
primária. Um novo sentido da palavra memória resulta do
projeto bioconexionista. Finalmente, em busca de uma
interpretação dos resultados, em comparação com o trabalho
de um conexionista da primeira gama, WK Taylor, que, como
resultado da contribuição profusa com a tradição, em 1964
diretrizes publicadas para um modelo cujas premissas são
semelhante ao modelo aqui exposto. No plano neurocientífico,
chamamos a atenção para a relevância do tálamo em relação
com o neocórtex e sua responsabilidade nos processos
cognitivos. Em relação ao conexionismo, apresentamos um
modelo bioconexionista que deriva uma possível explicação
para os dados experimentais recentes . Do ponto de vista da
história da conexionismo, tentamos mostrar que a obra de
Wilfred Taylor Kenelm seja reconsiderada.

Palavras chaves: Conexionismo; Neurociência cognitiva
computacional; Redes neurais; Tálamo-cortical; Estimulação
sensorial; Percepção; Capa neocortical 6



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