Predictive processing (prediktivní zpracování)

Definice

Prediktivní zpracování (predictive processing, PP) je sjednocující rámec současné kognitivní vědy, spojovaný především s Karlem Fristonem (princip volné energie) a Andym Clarkem (Surfing Uncertainty, 2016). Jeho jádrem je tvrzení, že mozek není pasivní stroj podnět–reakce, ale hierarchický generativní model, který neustále vytváří shora dolů předpovědi o svých smyslových vstupech a upravuje je úměrně přesností vážené predikční chybě (precision-weighted prediction error), jež se šíří zdola nahoru.

Ústřední jsou tři složky:

1. Apriorní očekávání (priors) – rozdělení pravděpodobnosti, která kódují aktuální nejlepší odhad systému o skrytých příčinách smyslových stavů. Sama jsou výstupem apriorních očekávání vyšší úrovně, a tak dál až nahoru.
2. Predikční chyba – rozdíl mezi předpovězeným a skutečným smyslovým signálem na každé úrovni hierarchie.
3. Přesnost (precision) – vážení převrácenou hodnotou rozptylu, které určuje, jak velký vliv má daná predikční chyba na aktualizaci přesvědčení. Přesnost se sama dynamicky odhaduje a v kognitivní vědě odpovídá pozornosti.

V rámci PP jsou vnímání, jednání, pozornost a učení sjednoceny: všechny jsou formami minimalizace predikční chyby. Fristonův princip volné energie to zobecňuje: každý samoorganizující se systém, který udržuje svou hranici proti entropii, musí v důsledku minimalizovat veličinu odpovídající variační volné energii – tedy překvapení, tedy predikční chybě.

Původ a kontext pojmu

Myšlenka vnímání jako nevědomé inference sahá k Hermannu von Helmholtzovi; moderní podobu dostala v modelech prediktivního kódování ve zpracování signálu a v neurovědě (Rao a Ballard, 1999) a ve Fristonových pracích od počátku 21. století. Filosoficky ji rozpracovali Andy Clark a Jakob Hohwy (The Predictive Mind, 2013). V knize jí odpovídají kapitoly 7.40 Friston: Active Inference a 7.5 Kognitivní vědy a EA.

Jak se projevuje

Rámec sám nic „neprojevuje“ – je to teorie. Pomáhá ale číst pozorovatelné jevy:

• člověk přestane věřit vlastním smyslům a ptá se druhých, „jak to opravdu bylo“ (přesnost vlastních signálů je nízká);
• naopak žádný důkaz s ním nepohne (apriorní očekávání má extrémně vysokou přesnost);
• zahlcení podněty vede k únavě a stažení (predikční chyba je nezvládnutelně velká);
• izolace od nových zkušeností vede k ustrnutí (chybí korektivní signál).

Mechanismus

Prediktivní zpracování dodává mechanistické podloží, díky němuž je epistemická anihilace srozumitelná na úrovni neurálního výpočtu. Kompendium chápe PP jako most mezi filosofickým či fenomenologickým popisem a ověřitelným mechanismem:

• Techniky kognitivního vstupu EA-1.1.x (selektivní expozice, informační přetížení, otrávení zdrojů) působí tak, že signál predikční chyby vyhladoví nebo přesytí – odepřou apriorním očekáváním korektivní důkazy, které by k aktualizaci potřebovala.
• Imunizační techniky EA-1.3.x (EA-1.3.1 Imunizace proti falsifikaci) fungují umělým zvýšením přesnosti apriorních očekávání, takže je žádný příchozí důkaz nemůže posunout. Přesvědčení oběti se stává „bayesovsky imunním“.
• Gaslighting (paradigmatická technika, k níž se kniha vrací napříč oddíly) je v tomto rámci nepřátelskou manipulací přesnosti interoceptivních a sebemonitorovacích kanálů oběti – oběť nemůže věřit vlastnímu vnímání, protože přesnost sebou vytvářeného signálu byla zhroucena (srov. interocepce).

Kapitola 7. Teoretické reflexe rozvíjí PP jako jeden ze tří teoretických pilířů (vedle fenomenologie a kritické teorie) pro pochopení, proč je EA tak ničivá: nevkládá jen nepravdivá přesvědčení, ale přestavuje samotný inferenční aparát. Jde o interpretační model, ne o prokázaný neurální popis konkrétních technik.

Odlišení

• Od běžného konfirmačního biasu – konfirmační bias popisuje výběr informací; PP vysvětluje, proč se některé informace vůbec nepromítnou do aktualizace (nízká přesnost).
• Od psychotických stavů – výklad psychózy jako poruchy vážení přesnosti je v PP literatuře rozšířený; podobnost s účinky EA neznamená shodnou etiologii (viz diferenciální diagnostiku EA a psychózy).
• Od bayesovské racionality jako normy – PP je popis fungování, ne norma správného uvažování; mozek může „optimálně“ minimalizovat chybu i v deformovaném prostředí.

Obrana a zotavení

V jazyce PP má zotavení dva směry: obnovit přesnost vlastních signálů (tělesné ukotvení, deník, bezpečné prostředí, kde vlastní vnímání potvrzují druzí) a snížit přesnost vnucených apriorních očekávání (bezpečný kontakt s rozpornými zkušenostmi, postupná expozice novým zdrojům bez zahlcení). Prakticky se to překrývá s postupy reality testingu, akutního kognitivního ukotvení a s prací na metakognici.

Literatura

• Andy Clark: Surfing Uncertainty: Prediction, Action, and the Embodied Mind (2016).
• Karl Friston: „The free-energy principle: a unified brain theory?“, Nature Reviews Neuroscience (2010).
• Jakob Hohwy: The Predictive Mind (2013).
• Rajesh P. N. Rao, Dana H. Ballard: „Predictive coding in the visual cortex“, Nature Neuroscience (1999).

Související

Pojmy

• Epistemická anihilace – vysvětlovaný fenomén.
• Kognitivní anihilace – protějšek na úrovni procesů.
• Metakognitivní destrukce – poškození reflexivní přesnosti. uvažování.
• Embodied Cognition – vtělené pojetí, s nímž PP úzce souvisí.

Techniky a teorie

• EA-7.3.3 Friston: Active Inference – rozbor v taxonomii.
• EA-1.1.2 Informační přetížení – přesycení predikční chyby.

Kniha

• Kompendium – celá taxonomie.
• Teoretické reflexe – teoretická východiska.

---

Autor a zapojení

Autor: Tomáš Korcak (korczis) | Licence: GHL

• GitHub | Wiki | LinkedIn | Kontakt
• Architektura | O autorovi

Strukturní vazby

• Bridge: predictive-processing – most: jak se tento pojem projevuje v kapitolách knihy