Kognitiotiede Aalto-yliopistossa

Aalto-yliopisto edustaa kognitiotieteen teknisempää ja laskennallisempaa puolta. Vaikka Aallossa ei ole varsinaista kognitiotieteen tutkinto-ohjelmaa, yliopisto on yksi Suomen ja Euroopan johtavia aivotutkimuksen, laskennallisen neurotieteen ja tekoälytutkimuksen keskuksia.

Kognitiotieteestä kiinnostuneet löytävät Aallosta ainutlaatuisia mahdollisuuksia yhdistää tekninen osaaminen mielen ja aivojen tutkimukseen.

Tutkimuksen vahvuusalueet

Aivojen kuvantaminen

Aalto-yliopistossa sijaitsee yksi maailman parhaista MEG-laboratorioista (magnetoenkefalografia). MEG mittaa aivojen magneettikenttiä erittäin tarkalla ajallisella resoluutiolla, mikä mahdollistaa aivojen toiminnan seuraamisen millisekuntien tarkkuudella.

Aalto-yliopiston aivojen kuvantamisinfrastruktuuri sisältää:

• MEG – Aivojen magneettikenttien mittaus
• EEG – Aivosähkökäyrä
• fMRI – Funktionaalinen magneettikuvaus (yhteistyössä HUS:n kanssa)
• TMS – Transkraniaalinen magneettistimulaatio

Tämä infrastruktuuri mahdollistaa aivojen toiminnan tutkimisen eri menetelmillä ja niiden yhdistämisen.

Laskennallinen neurotiede

Aalto on laskennallisen neurotieteen kärkiyksikkö Suomessa. Tutkijat kehittävät matemaattisia malleja, jotka kuvaavat aivojen toimintaa, ja käyttävät koneoppimista aivojen signaalien analysointiin.

Keskeisiä tutkimuskohteita ovat:

• Aivojen toiminnan mallintaminen hermoverkkojen avulla
• Aivojen signaalien dekoodaus (mitä henkilö ajattelee tai kokee)
• Aivojen konnektiviteetin analyysi
• Aivojen ja käyttäytymisen yhteyden mallinnus

Ihmisen ja koneen vuorovaikutus (HCI)

Aallon tietotekniikan laitos on tunnettu ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen tutkimuksesta. Tämä ala tutkii, miten ihmiset käyttävät teknologiaa ja miten teknologiaa voi suunnitella ihmisen kognitiiviset kyvyt huomioiden.

Tutkimuskohteita ovat:

• Käyttöliittymäsuunnittelu
• Käyttäjäkokemus (UX)
• Huomion ja tarkkaavuuden mallintaminen
• Interaktiivinen koneoppiminen

Tekoäly ja koneoppiminen

Aalto-yliopisto on Finnish Center for Artificial Intelligence (FCAI) -keskuksen kotipaikka. FCAI yhdistää tekoälytutkimuksen ihmisen kognition tutkimukseen ja pyrkii kehittämään tekoälyjä, jotka toimivat paremmin ihmisten kanssa.

Kognitiivisesti relevantteja tekoälytutkimuksen aiheita:

• Bayesilainen päättely ja oppiminen
• Ihmisen ja koneen yhteistyö
• Selittävä tekoäly (XAI)
• Kognitiiviset mallit tekoälyssä

Tutkimusyksiköt ja -ryhmät

Department of Neuroscience and Biomedical Engineering

Tämä osasto yhdistää neurotieteen, signaalinkäsittelyn ja lääketieteellisen tekniikan. Tutkimus kattaa:

• Aivojen kuvantamismenetelmien kehitys
• Aivojen signaalien analyysi
• Neurologisten sairauksien tutkimus
• Aivokäyttöliittymät (BCI)

Brain and Mind Laboratory

Profesori Riitta Harin johtama laboratorio on tutkinut aivojen sosiaalista toimintaa ja kehittänyt menetelmiä kahden ihmisen aivojen samanaikaiseen mittaamiseen ("hyperscanning").

BABA Center

Aalto-yliopiston ja Helsingin yliopiston yhteinen tutkimuskeskus, joka keskittyy vauvojen aivotutkimukseen. Tutkimus käsittelee aivojen varhaista kehitystä ja ympäristön vaikutuksia.

Opiskelu Aallossa

Vaikka Aallossa ei ole varsinaista kognitiotieteen tutkinto-ohjelmaa, kognitiotieteestä kiinnostuneet voivat hakea useisiin ohjelmiin:

Life Science Technologies

Maisteriohjelma, joka yhdistää biologian ja tekniikan. Sisältää neurotieteellisiä opintoja ja mahdollisuuden erikoistua aivotutkimukseen.

Computer, Communication and Information Sciences

Sisältää ihmisen ja koneen vuorovaikutuksen sekä koneoppimisen opintoja. Mahdollisuus erikoistua tekoälyyn ja kognitiivisiin järjestelmiin.

Human-Computer Interaction (HCI)

Erikoistuminen käyttöliittymäsuunnitteluun ja käyttäjäkokemukseen, joka hyödyntää kognitiivista ymmärrystä ihmisen kyvyistä ja rajoituksista.

MEG-keskus

Aallon MEG-keskus on yksi maailman johtavista. Keskus tarjoaa:

• Huippuluokan MEG-laitteistot
• Kokenut tutkijatiimi
• Yhteistyömahdollisuuksia kansainvälisten tutkijoiden kanssa
• Koulutusta MEG-menetelmissä

MEG-tekniikkaa käytetään tutkimaan:

• Kielen prosessointia aivoissa
• Musiikin havaitsemista
• Sosiaalista kognitiota
• Neurologisia häiriöitä

Suomalainen yritys MEGIN (entinen Elekta Neuromag) on MEG-laitteiden maailmanjohtaja, ja läheinen yhteys teollisuuteen hyödyttää Aallon tutkimusta.

Yhteistyö ja verkostot

Aalto tekee tiivistä yhteistyötä:

Helsingin yliopiston kanssa kognitiotieteessä, psykologiassa ja neurotieteessä

HUS:n kanssa kliinisessä aivotutkimuksessa

FCAI:n kautta tekoälytutkimuksessa kansallisesti ja kansainvälisesti

Kansainvälisten yliopistojen kanssa tutkijavaihtojen ja hankkeiden kautta

Työmahdollisuudet Aallon kautta

Aalto-yliopiston opiskelijat ja tutkijat työllistyvät mm.:

• Teknologiayrityksiin (tekoäly, käyttöliittymät)
• Tutkimuslaitoksiin
• Lääketieteellisen tekniikan yrityksiin
• Konsultointiyrityksiin
• Start-up-yrityksiin

Aallon yrittäjyyskeskus ja start-up-kulttuuri tarjoavat mahdollisuuksia perustaa omia yrityksiä.

Lue lisää

• Kognitiotiede Helsingin yliopistossa – Perinteinen kognitiotiede
• Tekoäly ja kognitiotiede – AI:n ja mielen tutkimuksen yhteys
• Suomalaiset kognitiotieteilijät – Aallon tutkijoita
• Neurotiede ja kognitio – Aivotutkimuksen perusteet
• Kognitiotieteen urat – Uramahdollisuudet

Lisätietoja

Aalto-yliopiston neurotieteen ja lääketieteellisen tekniikan osasto: NBE Department

Finnish Center for Artificial Intelligence: FCAI

Aalto-yliopiston MEG-keskus: MEG Core