فلسفة الأعصاب

تعتمد العديد من دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بشكل كبير على افتراض تحديد موقع الوظيفة ^{[ 17 ]} (وهو نفس التخصص الوظيفي).

يعني توطين الوظيفة إمكانية تحديد مواقع العديد من الوظائف الإدراكية في مناطق محددة من الدماغ. ومن الأمثلة على التوطين الوظيفي دراسات القشرة الحركية. ^{[ 18 ]} إذ يبدو أن هناك مجموعات مختلفة من الخلايا في القشرة الحركية مسؤولة عن التحكم في مجموعات مختلفة من العضلات.

ينتقد العديد من فلاسفة علم الأعصاب التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي (fMRI) لاعتماده المفرط على هذا الافتراض. ويشير مايكل أندرسون إلى أن التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بتقنية الطرح يُغفل الكثير من المعلومات الدماغية المهمة للعمليات المعرفية. ^{[ 19 ]} يُظهر التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي بتقنية الطرح فقط الفروقات بين تنشيط الدماغ أثناء المهمة وتنشيطه في حالة التحكم، ولكن من الواضح أن العديد من مناطق الدماغ التي يتم تنشيطها في حالة التحكم مهمة أيضًا للمهمة.

يرفض بعض الفلاسفة رفضاً قاطعاً أي فكرة عن توطين الوظائف، وبالتالي يعتقدون أن دراسات التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي مضللة للغاية. ^{[ 20 ]} ويؤكد هؤلاء الفلاسفة أن معالجة الدماغ تتم بشكل كلي، وأن أجزاءً كبيرة من الدماغ تشارك في معالجة معظم المهام المعرفية (انظر الشمولية في علم الأعصاب وقسم الوحدات النمطية أدناه).إحدى طرق فهم اعتراضهم على فكرة توطين الوظيفة هي تجربة فني إصلاح الراديو الفكرية. ^{[ 21 ]} في هذه التجربة، يفتح فني إصلاح الراديو جهاز راديو وينزع أنبوبًا. يبدأ الراديو بإصدار صفير عالٍ، فيُعلن الفني أنه لا بد أنه نزع أنبوب منع الصفير. لا يوجد أنبوب منع صفير في الراديو، وقد خلط الفني بين الوظيفة والتأثير. كان هذا النقد موجهًا في الأصل إلى المنطق المستخدم في تجارب آفات الدماغ العصبية النفسية، ولكنه لا يزال ينطبق على التصوير العصبي. تتشابه هذه الاعتبارات مع نقد فان أوردن وباب للدائرية في منطق التصوير العصبي. ^{[ 22 ]} وفقًا لهما، يفترض علماء التصوير العصبي صحة نظريتهم حول تقسيم المكونات المعرفية، وأن هذه المكونات تنقسم بوضوح إلى وحدات تغذية أمامية. هذه الافتراضات ضرورية لتبرير استنتاجهم بتوطين الدماغ. إن المنطق يصبح دائرياً إذا استخدم الباحث بعد ذلك ظهور تنشيط منطقة الدماغ كدليل على صحة نظرياته المعرفية.

يُعدّ استخدام الاستدلال العكسي أحد الافتراضات المنهجية الإشكالية في أبحاث التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. ^{[ 23 ]} ويُقصد بالاستدلال العكسي استخدام تنشيط منطقة دماغية للاستدلال على وجود عملية معرفية معينة. ويشير بولدراك إلى أن قوة هذا الاستدلال تعتمد بشكل حاسم على احتمالية استخدام مهمة معينة لعملية معرفية معينة، واحتمالية ظهور نمط تنشيط الدماغ هذا في ضوء تلك العملية المعرفية. بعبارة أخرى، تستند قوة الاستدلال العكسي إلى انتقائية المهمة المستخدمة، بالإضافة إلى انتقائية تنشيط المنطقة الدماغية.

تعرضت مقالة نُشرت عام ٢٠١١ في صحيفة نيويورك تايمز لانتقادات لاذعة بسبب إساءة استخدامها للاستدلال العكسي. ^{[ ٢٤ ]} في الدراسة، عُرضت على المشاركين صور لهواتفهم الذكية، وقاس الباحثون نشاط الفص الجزيري في الدماغ . اعتبر الباحثون نشاط الفص الجزيري دليلاً على مشاعر الحب، وخلصوا إلى أن الناس يحبون هواتفهم الذكية. سارع النقاد إلى الإشارة إلى أن الفص الجزيري ليس جزءًا انتقائيًا من القشرة الدماغية، وبالتالي لا يخضع للاستدلال العكسي.

ذهب عالم النفس العصبي ماكس كولثارت إلى أبعد من ذلك في معالجة مشاكل الاستدلال العكسي، وتحدى خبراء التصوير العصبي أن يقدموا مثالاً واحداً يُفيد فيه التصوير العصبي النظرية النفسية. ^{[ 25 ]} ويرى كولثارت أن عبء الإثبات يكمن في وجود مثال تتوافق فيه بيانات تصوير الدماغ مع نظرية ما، ولكنها لا تتوافق مع نظرية أخرى.

يؤكد روسكيز أن موقف كولثارت المعرفي المتطرف يجعل تحديه مستحيلاً. ^{[ 26 ]} وبما أن كولثارت يرى أن تطبيق حالة معرفية لا يؤثر على وظيفتها، فمن المستحيل العثور على بيانات تصوير عصبي قادرة على التعليق على النظريات النفسية بالطريقة التي يطالب بها. ستُحصر بيانات التصوير العصبي دائمًا في مستوى أدنى من التطبيق، ولن تتمكن من تحديد نظرية معرفية بعينها.

في مقال نُشر عام 2006، يقترح ريتشارد هينسون إمكانية استخدام الاستدلال الأمامي لاستنتاج انفصال الوظائف على المستوى النفسي. ^{[ 27 ]} ويشير إلى إمكانية إجراء هذا النوع من الاستدلالات عند وجود تنشيط متقاطع بين نوعين من المهام في منطقتين من الدماغ، وعدم وجود تغيير في التنشيط في منطقة تحكم مشتركة.

أحد الافتراضات الأخيرة هو افتراض الإدخال البحت في التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي. ^{[ 28 ]} ويعني هذا الافتراض إمكانية إدخال عملية معرفية واحدة في مجموعة أخرى من العمليات المعرفية دون التأثير على وظائف بقية العمليات. على سبيل المثال، لتحديد منطقة فهم المقروء في الدماغ، قد يقوم الباحثون بتصوير المشاركين أثناء عرض كلمة عليهم، ثم أثناء عرض كلمة غير مألوفة (مثل "Floob"). إذا استنتج الباحثون أن الاختلاف الناتج في نمط الدماغ يمثل مناطق الدماغ المسؤولة عن فهم المقروء، فإنهم بذلك يفترضون أن هذه التغيرات لا تعكس تغيرات في صعوبة المهمة أو اختلافًا في التوظيف بين المهام. وقد صاغ دوندرز مصطلح "الإدخال البحت" كنوع من النقد لأساليب قياس زمن رد الفعل.

بدأ الباحثون مؤخرًا باستخدام تقنية تصوير وظيفي جديدة تُسمى التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي للاتصال الوظيفي في حالة الراحة . ^{[ 29 ]} يتم تصوير أدمغة المشاركين أثناء جلوسهم في جهاز التصوير. من خلال مراقبة التقلبات الطبيعية في نمط مستوى الأكسجين في الدم (BOLD) أثناء راحة المشارك، يستطيع الباحثون تحديد مناطق الدماغ التي تتغير مستويات نشاطها بشكل متزامن. بعد ذلك، يمكنهم استخدام أنماط التباين المشترك لرسم خرائط لمناطق الدماغ المرتبطة وظيفيًا.

يُعدّ مصطلح "الترابط الوظيفي" مُضللاً بعض الشيء، إذ تُشير البيانات فقط إلى التباين المشترك. ومع ذلك، تُعتبر هذه طريقة فعّالة لدراسة الشبكات الكبيرة في الدماغ.

يدرس علم النفس العصبي المعرفي المرضى الذين يعانون من تلف في الدماغ، ويستخدم أنماط الضعف الانتقائي لاستنتاج البنية المعرفية الكامنة. ويُعتبر التباين بين الوظائف المعرفية دليلاً على استقلالية هذه الوظائف. وقد حدد المنظرون عدة افتراضات أساسية ضرورية لتبرير هذه الاستنتاجات: ^{[ 31 ]}

1. النمطية الوظيفية – يتم تنظيم العقل في وحدات معرفية منفصلة وظيفيًا.
2. النمطية التشريحية - يُنظَّم الدماغ في وحدات وظيفية منفصلة. هذا الافتراض مشابه جدًا لافتراض التموضع الوظيفي. ويختلف هذان الافتراضان عن افتراض النمطية الوظيفية، إذ من الممكن وجود وحدات معرفية منفصلة تُفعَّل بأنماط منتشرة من تنشيط الدماغ.
3. الشمولية – إن التنظيم الأساسي للوحدات الوظيفية والتشريحية هو نفسه لدى جميع البشر الأصحاء. هذا الافتراض ضروري إذا أردنا تقديم أي ادعاء حول التنظيم الوظيفي بناءً على التفكيك الذي يستنبط من حالة دراسية معينة إلى عموم السكان.
4. الشفافية / الاستبعاد – لا يخضع العقل لإعادة تنظيم جوهرية بعد تلف الدماغ. من الممكن إزالة وحدة وظيفية واحدة دون تغيير كبير في البنية العامة للنظام. هذا الافتراض ضروري لتبرير استخدام مرضى تلف الدماغ لاستخلاص استنتاجات حول البنية المعرفية للأشخاص الأصحاء.

توجد ثلاثة أنواع رئيسية من الأدلة في علم النفس العصبي المعرفي: الارتباط، والانفصال الأحادي، والانفصال المزدوج. ^{[ 32 ]} تشير استنتاجات الارتباط إلى احتمالية تزامن بعض أوجه القصور. على سبيل المثال، هناك العديد من الحالات التي تعاني من قصور في كلٍ من فهم الكلمات المجردة والملموسة بعد تلف الدماغ. تُعتبر دراسات الارتباط أضعف أنواع الأدلة، لأن نتائجها قد تُعزى إلى تلف مناطق دماغية متجاورة وليس إلى تلف نظام معرفي واحد. ^{[ 33 ]} تشير استنتاجات الانفصال الأحادي إلى إمكانية سلامة إحدى القدرات المعرفية بينما تتضرر أخرى بعد تلف الدماغ. يشير هذا النمط إلى أن: أ) المهمتين تستخدمان نظامين معرفيين مختلفين، ب) المهمتين تشغلان النظام نفسه، وتكون المهمة المتضررة لاحقة للمهمة السليمة، أو ج) أن المهمة السليمة تتطلب موارد معرفية أقل من المهمة المتضررة. يُعد الانفصال المزدوج المعيار الذهبي في علم النفس العصبي المعرفي. يحدث الانفصال المزدوج عندما يؤدي تلف الدماغ إلى إضعاف المهمة أ في المريض 1 ولكنه يحافظ على المهمة ب، ويحافظ تلف الدماغ على المهمة أ في المريض 2 ولكنه يضر بالمهمة ب. ويفترض أن حالة واحدة من الانفصال المزدوج هي دليل كافٍ لاستنتاج وجود وحدات معرفية منفصلة في أداء المهام.

ينتقد العديد من المنظرين علم النفس العصبي المعرفي لاعتماده على الانفصال المزدوج. في إحدى الدراسات واسعة الانتشار، استخدم جولا وبلانكيت نظامًا ترابطيًا نموذجيًا لإثبات أن أنماط السلوك الناتجة عن الانفصال المزدوج يمكن أن تحدث من خلال إتلاف عشوائي لوحدة واحدة. ^{[ 34 ]} أنشأ الباحثان نظامًا ترابطيًا متعدد الطبقات مُدربًا على نطق الكلمات. وقاما بمحاكاة التدمير العشوائي للعُقد والوصلات في النظام بشكل متكرر، ورسما الأداء الناتج على مخطط انتشار . أظهرت النتائج وجود قصور في نطق الأسماء الشاذة مع سلامة نطق الأفعال المنتظمة في بعض الحالات، وقصور في نطق الأفعال المنتظمة مع سلامة نطق الأسماء الشاذة. تشير هذه النتائج إلى أن حالة واحدة من الانفصال المزدوج غير كافية لتبرير الاستدلال على أنظمة متعددة. ^{[ 35 ]}

يقدم تشارتر حالة نظرية قد يكون فيها منطق التفكك المزدوج خاطئًا. ^{[ 36 ]} إذا استخدمت مهمتان، المهمة أ والمهمة ب، جميع الأنظمة تقريبًا، لكنهما تختلفان في وحدة واحدة حصرية متبادلة لكل منهما، فإن التلف الانتقائي لهاتين الوحدتين سيشير ظاهريًا إلى أن أ و ب تستخدمان أنظمة مختلفة. يستخدم تشارتر مثال شخص يعاني من حساسية تجاه الفول السوداني ولكن ليس تجاه الروبيان، وشخص آخر يعاني من حساسية تجاه الروبيان وليس تجاه الفول السوداني. ويجادل بأن منطق التفكك المزدوج يدفع المرء إلى استنتاج أن الفول السوداني والروبيان يُهضمان بواسطة أنظمة مختلفة. يقدم جون دان اعتراضًا آخر على التفكك المزدوج. ^{[ 37 ]} يدعي أنه من السهل إثبات وجود عجز حقيقي، لكن من الصعب إثبات أن وظيفة أخرى سليمة بالفعل. مع تراكم المزيد من البيانات، ستتقارب قيمة نتائجك نحو حجم تأثير يساوي صفرًا، ولكن ستكون هناك دائمًا قيمة موجبة أكبر من الصفر ذات قوة إحصائية أكبر من الصفر. لذلك، من المستحيل التأكد تمامًا من وجود تفكك مزدوج معين.

في سياقٍ آخر، قدّم ألفونسو كارامازا سببًا مبدئيًا لرفض استخدام الدراسات الجماعية في علم النفس العصبي المعرفي. ^{[ 38 ]} يمكن أن تتخذ دراسات مرضى تلف الدماغ شكل دراسة حالة فردية، حيث يُوصَف سلوك الفرد ويُستخدم كدليل، أو دراسات جماعية، حيث يُوصَف سلوك مجموعة من المرضى الذين يُظهرون نفس العجز ويُحسب متوسطه. لتبرير تجميع بيانات المرضى، يجب على الباحث التأكد من تجانس المجموعة، وأن سلوك أفرادها متكافئ من جميع النواحي النظرية ذات الدلالة. في حالة مرضى تلف الدماغ، لا يمكن تحقيق ذلك إلا لاحقًا من خلال تحليل أنماط سلوك جميع أفراد المجموعة. وبالتالي، وفقًا لكارامازا، فإن أي دراسة جماعية إما أن تكون مكافئة لمجموعة من دراسات الحالة الفردية أو غير مبررة نظريًا. أشار نيوكومب ومارشال إلى وجود بعض الحالات (استخدما متلازمة غيشويند كمثال) وأن الدراسات الجماعية قد تظل أداةً مفيدة في دراسات علم النفس العصبي المعرفي. ^{[ 39 ]}

من المتعارف عليه في علم الأعصاب أن المعلومات تُشفّر في الدماغ عبر أنماط إطلاق النبضات العصبية. ^{[ 40 ]} ترتبط العديد من التساؤلات الفلسفية المتعلقة بالترميز العصبي بمسائل التمثيل والحساب، والتي سنناقشها لاحقًا. وهناك تساؤلات منهجية أخرى، منها ما إذا كانت الخلايا العصبية تُمثّل المعلومات من خلال معدل إطلاق نبضات متوسط، أو ما إذا كانت المعلومات تُمثّل من خلال الديناميكيات الزمنية. كما توجد تساؤلات مماثلة حول ما إذا كانت الخلايا العصبية تُمثّل المعلومات بشكل فردي أم كمجموعة.

تتمحور العديد من الخلافات الفلسفية المحيطة بعلم الأعصاب الحاسوبي حول دور المحاكاة والنمذجة في التفسير. وقد كان كارل كرافر من أبرز المدافعين عن هذه التفسيرات. ^{[ 41 ]} كتب جونز ولاف مقالًا نقديًا لاذعًا استهدف نمذجة السلوك البايزية التي لم تُقيّد معايير النمذجة باعتبارات نفسية أو عصبية. ^{[ 42 ]} كتب إريك وينسبرغ عن دور النمذجة والمحاكاة الحاسوبية في العلوم عمومًا، إلا أن توصيفه ينطبق على علم الأعصاب الحاسوبي. ^{[ 43 ]}

بدأ علم الأعصاب الحاسوبي في ثلاثينيات وأربعينيات القرن العشرين على يد مجموعتين من الباحثين. ضمت المجموعة الأولى آلان تورينج ، وألونزو تشيرش، وجون فون نيومان ، الذين عملوا على تطوير آلات حاسوبية والأسس الرياضية لعلم الحاسوب . ^{[ 49 ]} تُوِّج هذا العمل بالتطوير النظري لما يُعرف بآلات تورينج، وفرضية تشيرش-تورينج التي صاغت الرياضيات الكامنة وراء نظرية الحوسبة . أما المجموعة الثانية، فضمت وارن ماكولوتش ووالتر بيتس، اللذين عملا على تطوير أولى الشبكات العصبية الاصطناعية. كان ماكولوتش وبيتس أول من افترض إمكانية استخدام الخلايا العصبية لتطبيق حساب منطقي يُفسر الإدراك. وقد استخدما خلاياهما العصبية التجريبية لتطوير بوابات منطقية قادرة على إجراء العمليات الحسابية. ^{[ 50 ]} إلا أن هذه التطورات لم تُحقق رواجًا في العلوم النفسية وعلم الأعصاب حتى منتصف خمسينيات وستينيات القرن العشرين. هيمنت المدرسة السلوكية على علم النفس حتى خمسينيات القرن العشرين، حين أدت تطورات جديدة في مجالات متنوعة إلى قلب النظرية السلوكية لصالح نظرية معرفية. ومنذ بداية الثورة المعرفية، لعبت النظرية الحسابية دورًا محوريًا في التطورات النظرية. فقد اعتمد عمل مينسكي وماكارثي في ​​الذكاء الاصطناعي، ومحاكاة نيويل وسيمون الحاسوبية، وإدخال نعوم تشومسكي لنظرية المعلومات في علم اللغة، اعتمادًا كبيرًا على الافتراضات الحسابية. ^{[ 51 ]} وبحلول أوائل الستينيات، كان هيلاري بوتنام يدافع عن الوظيفية الآلية التي ترى أن الدماغ يُجسد آلات تورينج. عند هذه النقطة، ترسخت النظريات الحسابية بقوة في علم النفس وعلم الأعصاب. وبحلول منتصف الثمانينيات، بدأت مجموعة من الباحثين باستخدام الشبكات العصبية التناظرية متعددة الطبقات ذات التغذية الأمامية، والتي يمكن تدريبها على أداء مجموعة متنوعة من المهام. وُصفت أعمال باحثين مثل سيجنوفسكي، وروزنبرغ، وروميلهارت، وماكليلاند بأنها نظرية الترابطية، واستمر هذا المجال منذ ذلك الحين. ^{[ 52 ]} وقد تبنى بول وباتريشيا تشيرشلاند المنهجية الترابطية، ثم طورا "دلالات فضاء الحالة" باستخدام مفاهيم من نظرية الترابطية. في المقابل، انتقد باحثون مثل فودور، وبيلشين، وبينكر نظرية الترابطية. ولا يزال الجدل قائمًا حتى اليوم بين الترابطيين والكلاسيكيين.

من أسباب جاذبية النظريات الحسابية قدرة الحواسيب على معالجة التمثيلات لإنتاج مخرجات ذات معنى. تستخدم الحواسيب الرقمية سلاسل من الأصفار والآحاد لتمثيل المحتوى. ويرى معظم علماء الإدراك أن الدماغ يستخدم شكلاً من أشكال الشفرة التمثيلية التي تُحمل في أنماط إطلاق الخلايا العصبية. ويبدو أن التفسيرات الحسابية تُقدم طريقة سهلة لشرح كيفية حمل الدماغ البشري ومعالجته لإدراكات الأفراد وأفكارهم ومشاعرهم وأفعالهم. ^{[ 53 ]} وبينما يؤكد معظم المنظرين على أن التمثيل جزء مهم من الإدراك، فإن الطبيعة الدقيقة لهذا التمثيل محل جدل واسع. وينبع الجدل الرئيسي من مؤيدي التمثيلات الرمزية ومؤيدي التمثيلات الترابطية .

اشتهر فودور وبينكر بدفاعهما عن النظريات التمثيلية الرمزية. ويعني التمثيل الرمزي أن الأشياء تُمثَّل برموز وتُعالَج من خلال عمليات تحكمها قواعد محددة، تُضفي إحساسًا على البنية التكوينية. ويُعدّ حساسية التمثيل الرمزي لبنية التمثيلات جزءًا أساسيًا من جاذبيته. وقد طرح فودور فرضية لغة الفكر ، التي تُفسِّر معالجة التمثيلات الذهنية بنفس الطريقة التي تُعالَج بها اللغة نحويًا لإنتاج الفكر. ووفقًا لفودور، تُفسِّر فرضية لغة الفكر المنهجية والإنتاجية الملحوظة في كلٍّ من اللغة والفكر. ^{[ 54 ]}

غالبًا ما تُوصف التمثيلات الترابطية بأنظمة اتصالية . في هذه الأنظمة، تتوزع التمثيلات على جميع عُقد النظام وأوزان اتصالاته، ولذا تُوصف بأنها شبه رمزية. ^{[ 55 ]} النظام الاتصالي قادر على تنفيذ نظام رمزي. هناك عدة جوانب مهمة للشبكات العصبية تُشير إلى أن المعالجة المتوازية الموزعة تُوفر أساسًا أفضل للوظائف الإدراكية من المعالجة الرمزية. أولًا، استُلهمت هذه الأنظمة من الدماغ نفسه، مما يدل على أهميتها البيولوجية. ثانيًا، هذه الأنظمة قادرة على تخزين ذاكرة قابلة للعنونة بالمحتوى، وهي أكثر كفاءة بكثير من عمليات البحث في الذاكرة في الأنظمة الرمزية. ثالثًا، تتميز الشبكات العصبية بمقاومتها للتلف، بينما يُمكن حتى للتلف الطفيف أن يُعطل النظام الرمزي. أخيرًا، تسمح القيود المرنة والتعميم عند معالجة المحفزات الجديدة للشبكات بالتصرف بمرونة أكبر من الأنظمة الرمزية.

وصف تشرشلاندز التمثيل في نظام اتصالي باستخدام فضاء الحالة. يُمثَّل محتوى النظام بمتجه ذي n بُعد، حيث n يُمثِّل عدد العُقد في النظام، ويُحدَّد اتجاه المتجه بنمط تنشيط العُقد. رفض فودور هذه الطريقة في التمثيل بحجة أنه لا يمكن لنظامين اتصاليين مختلفين أن يحتويا على المحتوى نفسه. ^{[ 56 ]} كشف تحليل رياضي لاحق للنظام الاتصالي أن الأنظمة الاتصالية التي قد تحتوي على محتوى متشابه يُمكن تمثيلها بيانيًا للكشف عن مجموعات العُقد المهمة لتمثيل المحتوى. ^{[ 57 ]} مع ذلك، لم تكن مقارنة متجهات فضاء الحالة قابلة لهذا النوع من التحليل. مؤخرًا، قدّم نيكولاس شيا تفسيره الخاص للمحتوى داخل الأنظمة الاتصالية، مستخدمًا المفاهيم المُطوَّرة من خلال تحليل العُقد.

تُعتبر الحوسبة ، وهي نوع من الفلسفة الوظيفية للعقل، مُلتزمة بفكرة أن الدماغ نوع من أنواع الحواسيب، ولكن ما معنى أن يكون الشيء حاسوبًا؟ يجب أن يكون تعريف الحوسبة دقيقًا بما يكفي للحد من عدد الأشياء التي يُمكن تسميتها حواسيب. على سبيل المثال، قد يبدو من الإشكالي وضع تعريف واسع بما يكفي ليشمل المعدة وأنظمة الطقس في عمليات الحوسبة. ومع ذلك، من الضروري أيضًا وضع تعريف واسع بما يكفي ليسمح لجميع أنواع أنظمة الحوسبة المتنوعة بإجراء عمليات الحوسبة. على سبيل المثال، إذا اقتصر تعريف الحوسبة على التلاعب التركيبي بالتمثيلات الرمزية، فلن تتمكن معظم الأنظمة الترابطية من إجراء عمليات الحوسبة. ^{[ 58 ]} يُفرّق ريك غروش بين الحوسبة كأداة للمحاكاة والحوسبة كموقف نظري في علم الأعصاب الإدراكي. ^{[ 59 ]} بالنسبة للأولى، يُعتبر أي شيء يُمكن نمذجته حاسوبيًا حوسبة. في الحالة الأخيرة، يُعتبر الدماغ وظيفة حسابية تختلف عن أنظمة أخرى كأنظمة ديناميكا الموائع ومدارات الكواكب من هذه الناحية. ويكمن التحدي الذي يواجه أي تعريف حسابي في الحفاظ على التمييز بين الحاستين.

بدلاً من ذلك، يختار بعض المنظرين قبول تعريف ضيق أو واسع لأسباب نظرية. ويُعرف هذا المفهوم بالحساب الشامل، وهو الرأي القائل بأن كل شيء قابل للحساب. وقد انتقد بيتشينيني هذا الرأي على أساس أن مثل هذا التعريف يجعل الحساب تافهاً لدرجة أنه يفقده قيمته التفسيرية. ^{[ 60 ]}

أبسط تعريف للحسابات هو أن النظام يُعتبر حاسبًا عندما يُمكن ربط وصف حسابي بالوصف الفيزيائي. هذا تعريف واسع للغاية للحسابات، وينتهي به الأمر إلى تبني شكل من أشكال الحوسبة الشاملة. يرى بوتنام وسيرل، اللذان يُنسب إليهما هذا الرأي غالبًا، أن الحساب مرتبط بالمُراقب. بعبارة أخرى، إذا أردتَ اعتبار نظام ما حاسبًا، فيمكنك القول إنه حاسب. يُشير بيكينيني إلى أنه، وفقًا لهذا الرأي، ليس كل شيء حاسبًا فحسب، بل كل شيء حاسب أيضًا بعدد لا نهائي من الطرق. ^{[ 61 ]} بما أنه من الممكن تطبيق عدد لا نهائي من الأوصاف الحسابية على نظام مُعين، فإن النظام ينتهي بحساب عدد لا نهائي من المهام.

يُعدّ التفسير الدلالي للحوسبة هو الأكثر شيوعًا. تستخدم المناهج الدلالية مفهومًا مشابهًا للحوسبة كما في مناهج الربط، مع إضافة شرط أساسي وهو أن النظام يجب أن يتعامل مع تمثيلات ذات محتوى دلالي. تجدر الإشارة، كما ذُكر سابقًا في مناقشة التمثيل، إلى أن كلًا من أنظمة تشرشلاندز الترابطية وأنظمة فودور الرمزية تستخدم هذا المفهوم للحوسبة. في الواقع، يُنسب إلى فودور قوله الشهير: "لا حوسبة بدون تمثيل". ^{[ 62 ]} يمكن تمييز الحالات الحسابية من خلال الاستناد الخارجي إلى المحتوى بمعناه الواسع (أي الكائن في العالم الخارجي) أو من خلال الاستناد الداخلي إلى المحتوى بمعناه الضيق (المحتوى المُحدد بخصائص النظام). ^{[ 63 ]} لتحديد محتوى التمثيل، غالبًا ما يكون من الضروري الاستناد إلى المعلومات الموجودة داخل النظام. يُقدم غروش نقدًا للتفسير الدلالي. ^{[ 59 ]} ويشير إلى أن الاستناد إلى المحتوى المعلوماتي للنظام لإثبات تمثيله من قِبل النظام. يستخدم غروش فنجان قهوته كمثال على نظام يحتوي على معلومات، مثل التوصيل الحراري للفنجان والوقت المنقضي منذ سكب القهوة، ولكنه بسيط للغاية بحيث لا يمكن حسابه بدقة. يحاول علماء الحوسبة الدلالية تجاوز هذا النقد بالاستناد إلى التاريخ التطوري للنظام، وهو ما يُعرف بالتفسير البيولوجي الدلالي. يستخدم غروش مثال قدميه، قائلاً إنه وفقًا لهذا التفسير، لن تحسب قدماه كمية الطعام التي تناولها لأن بنيتهما لم تُنمَّى تطوريًا لهذا الغرض. يرد غروش على الاستناد إلى البيولوجيا الدلالية بتجربة فكرية: تخيل أن صاعقة ضربت مستنقعًا ما وأنشأت نسخة طبق الأصل منك. وفقًا للتفسير البيولوجي الدلالي، فإن هذا المستنقع - أنت - سيكون عاجزًا عن الحساب لعدم وجود تاريخ تطوري يُبرر إسناد محتوى تمثيلي إليه. إن فكرة أن بنيتين متطابقتين فيزيائيًا يمكن القول إن إحداهما تحسب بينما الأخرى لا تفعل، يجب أن تُثير قلق أي فيزيائي.

توجد أيضًا تفسيرات نحوية أو بنيوية للحوسبة. لا تعتمد هذه التفسيرات بالضرورة على التمثيل. مع ذلك، من الممكن استخدام كلٍّ من البنية والتمثيل كقيود على رسم الخرائط الحسابية. يُشير أورون شاغر إلى عدد من فلاسفة علم الأعصاب الذين يتبنون التفسيرات البنيوية. ووفقًا له، فإن فودور وبيلشين يشترطان نوعًا من القيود النحوية على نظريتهما في الحوسبة. وهذا يتوافق مع رفضهما للأنظمة الترابطية على أساس المنهجية. كما يُصنِّف شاغر بيكينيني ضمن البنيويين، مستشهدًا ببحثه المنشور عام 2008: "توليد سلاسل إخراج من الأرقام من سلاسل إدخال من الأرقام وفقًا لقاعدة عامة تعتمد على خصائص السلاسل، وربما على الحالة الداخلية للنظام". ^{[ 64 ]} على الرغم من أن بيكينيني يتبنى بلا شك وجهات النظر البنيوية في ذلك البحث، إلا أنه يدّعي أن التفسيرات الآلية للحوسبة تتجنب الإشارة إلى النحو أو التمثيل. ^{[ 63 ]} من الممكن أن يعتقد بيكينيني أن هناك اختلافات بين التفسيرات النحوية والبنيوية للحساب التي لا يحترمها شاغر.

في رؤيته للحوسبة الآلية، يؤكد بيتشينيني أن الآليات الوظيفية تعالج المركبات بطريقة تراعي الاختلافات بين أجزائها المختلفة، وبالتالي يمكن القول إنها تحسب بشكل عام. ويدّعي أن هذه المركبات مستقلة عن الوسط، أي أن دالة الربط ستكون نفسها بغض النظر عن التنفيذ المادي. ويمكن تمييز أنظمة الحوسبة بناءً على بنية المركبة، ويمكن للمنظور الآلي أن يفسر أخطاء الحساب.

تُقدّم نظرية الأنظمة الديناميكية نفسها كبديل للتفسيرات الحاسوبية للإدراك. وتُعتبر هذه النظريات مناهضة للحوسبة والتمثيل بشكل قاطع. تُعرَّف الأنظمة الديناميكية بأنها أنظمة تتغير بمرور الوقت وفقًا لمعادلة رياضية. وتزعم نظرية الأنظمة الديناميكية أن الإدراك البشري نموذج ديناميكي، بنفس المعنى الذي يزعم به أنصار الحوسبة أن العقل البشري حاسوب. ^{[ 65 ]} ومن الاعتراضات الشائعة على نظرية الأنظمة الديناميكية أن الأنظمة الديناميكية قابلة للحوسبة، وبالتالي فهي جزء من الحوسبة. ويُشير فان غيلدر سريعًا إلى وجود فرق كبير بين كون الشيء حاسوبًا وقابلًا للحوسبة. إن توسيع تعريف الحوسبة ليشمل النماذج الديناميكية من شأنه أن يُتبنى الحوسبة الشاملة.