Appunti di Psicologia della percezione e dell'attenzione

Psicologia della percezione e dell'attenzione

Contenuti del corso

• Metodo sperimentale / scientifico (1^a lavoro di gruppo)

  È usato in quasi tutte le scienze, prevede passaggi ciclici e strumenti di indagine per studiare.

• Psicofisica (2^a lavoro di gruppo)

  Studio dei meccanismi percettivi. È la parte che cerca di mettere in atto attraverso formule le relazioni tra le variazioni del mondo fisico e le relazioni dell'individuo.

  Legge di Weber - quanto deve essere modificata una percezione fisica affinché ce ne accorgiamo. Se ci sono condizioni di partenza a bassa intensità basta poco per accorgersi dei cambiamenti.

• Percezione visiva

  Com'è fatto il nostro occhio e come questo modella ciò che vediamo. La parte sx di ciò che vediamo viene elaborata dalla parte dx del cervello mentre la parte dx di ciò che vediamo viene elaborata dalla parte sx del cervello.

• Principi funzionali

  Permettono di percepire in maniera efficiente, organizzando in maniera ottimale (metodo somiglianza di colore).

  Simmetria - raccoglie informazioni simmetriche e li concepisce come un unico oggetto. La simmetria sembra legata alla salute come per esempio le foglie, se una foglia è sana è simmetrica mentre se è marcia no. Oppure per es. i volti umani più simmetrici vengono giudicati più attraenti, più belli.

  Costanze percettive - serie di fattori che facilitano il cervello a percepire. Insieme di fattori che mi permettono di capire per es. la profondità. Rilevare la tridimensionalità, vedendo immagini ovviamente in 2D si capisce comunque la profondità. Alcune sono innate altre acquisite.

• Aspetti legati a teorie
  1. Approccio bottom-up (dal basso all'alto) dice che esiste un modo di funzionamento gerarchico
  2. Approccio top-down (dall'alto al basso) dice che la conoscenza dell'oggetto non è unidirezionale ma ci sono aspetti che influiscono

Meccanismi attentivi

Quando l'attenzione elabora ciò che serve.

Problema del locus della selezione: selezione precoce, selezione tardiva. A cosa presto attenzione? Spazio e oggetti. Spazio - i meccanismi attrattivi riescono a spostarsi nello spazio. Si studiano senza movimenti oculari. Esperimenti in cui lo spazio viene eliminato, per esempio l'immagine di un oggetto sopra l'altro e si verifica se si riesce a switchare da un'immagine all'altra.

Change blindness - esempio dell'immagine che cambia un piccolo dettaglio in poco tempo, cambiamento che richiede molto tempo per essere rilevato. Differenza individuale nella percezione - ciò che succede tipicamente quando si studia, comparare dei partecipanti abbastanza omogenei che rappresentino una popolazione.

Interazione cervello-computer. Leggere un articolo scientifico (3^a lavoro di gruppo).

Il metodo sperimentale

Lo scopo è dare una rappresentazione sistematica del fenomeno ed accresce le nostre conoscenze relative ad esso ed ai fenomeni correlati. La nostra mente non si limita a registrare fedelmente quello che succede nel mondo esterno, ma si impegna ad attuare dei processi di ricostruzione della ricostruzione.

L'importanza del metodo sperimentale consiste nel dare spiegazioni sul funzionamento del nostro cervello (non così immediato), accrescendone così la nostra conoscenza a riguardo. Questo consiste in un insieme di passaggi ciclici finalizzati ad una descrizione sistematica di un determinato fenomeno (concetto di replicabilità e misurazione oggettiva):

• Controllare il fenomeno che vogliamo studiare
• Fare previsioni su come il fenomeno si sviluppa
• Comprendere il fenomeno in questione

Attraverso la scoperta di regolarità (es. fatto in aula è quello dell'insegnamento di una lingua straniera ai bambini, attraverso o meno un gioco).

Fornisce e di determinati fenomeni. Osservazioni oggettive, misurabili replicabili.

1. Osservazione
2. Definizione del problema
3. Formulazione di ipotesi
4. Esperimento per testare l'ipotesi e analisi dei risultati
5. Conferma o rifiuto di un'ipotesi
6. Sviluppo di una teoria

Concetti chiave

• Variabile - proprietà che può essere misurata di un evento reale (attributi o condizioni di persone o situazioni che possono variare a seconda delle condizioni)
• Misurazione - sistema per assegnare un valore ad una variabile
• Variabile indipendente (VI) - proprietà controllata dallo sperimentatore di cui si vogliono vedere eventuali effetti. È quella che lo spettatore manipola e si va a vedere se ha effetto sull'esperimento
• Variabile dipendente (VD) - proprietà su cui vi vedono gli effetti delle variazioni della variabile indipendente.
• Esperimento - unione delle due variabili. Procedura attraverso cui si manipola la VI e si verifica la presenza di effetti sulla VD.

Non si tratta dunque solo di ricercare e trovare una correlazione di causa-effetto tra delle variabili indipendenti e le rispettive dipendenti, bensì il metodo sperimentale permette di modularne una al fine di comprenderne con certezza quanto e come queste siano appunto correlate.

Gli esiti di un esperimento necessitano però di una credibilità statistica, in quanto i risultati potrebbero essere anche frutto del caso e non della manipolazione della variabile indipendente. Per questo motivo è necessario adottare il rapporto critico - differenza tra condizioni sperimentali (variabilità tra i gruppi, che sono sottoposti a variabili indipendenti differenti)/ variabilità (entro ciascun gruppo, dovuta alle differenze individuali). Tanto più è uguale a 1 vuol dire che la differenza tra le condizioni di variabilità sono simili, cioè la variabilità è bassa, cioè è il caso.

Inoltre è utile attuare delle analisi statistiche in modo da prevedere la percentuale di riuscita dell'esperimento (efficacia della VI su quella dipendente).

Causalità e correlazione

Tecniche sperimentali

Tecniche per studiare gli effetti della VI su VD. In generale esistono attività finalizzate a misurare gli effetti manifesti su VD oppure si misura l'attività cerebrale associata ad un evento. Alcune tecniche si basano sullo studio di persone sane o malate. Alcune tecniche si basano sull'osservazione di correlazioni (attività cerebrale) o relazioni di causa-effetto.

• Tecniche comportamentali: si basano sulle risposte manifeste dei partecipanti agli esperimenti.

  Le VD più usate sono: tempi di reazione cioè velocità di risposta, accuratezza della risposta, frequenza di emissione della risposta. Due grandi classificazioni:

  1. Psicofisica - studia le misure di soglia. Permette di studiare le conseguenze sensoriali e percettive che ci sono in seguito a stimolazioni fisiche (soglie).
  2. Cronometria - misura che intercorre tra uno stimolo e la risposta. Misura di latenza che intercorre tra la presentazione di uno stimolo e l'emissione di una risposta ovvero il tempo di reazione. Per esempio la misurazione dei movimenti oculari.
• Tecniche neuropsicologiche: studio del funzionamento dei processi cognitivi attraverso pazienti con lesioni cerebrali selettive (analizzando così il funzionamento delle rimanenti sane per azioni manifeste), ad es.:

  Prosopagnosia (blindsight) - sindrome incapacità selettiva del riconoscimento dei volti dei familiari. Un problema è il concetto di plasticità, ovvero il cervello cerca di compensare i problemi che ha. Se una persona soffre di questa sindrome si adatta e impara a riconoscere i familiari attraverso altre caratteristiche al posto del volto.

• Tecniche di neuroimmagine: per studiare le neuropsicologie si possono utilizzare strumenti che permettono di osservare il cervello mentre è in uso visualizzandone l'attività neurale. Visualizzazione dell'attività neurale associata ad una determinata attività cognitiva.
  1. Risonanza magnetica funzionale (fMRI): localizzazione delle aree maggiormente implicate nell'esecuzione di un compito. Mappe di attivazione del cervello durante un'attività cognitiva; sfruttando alcune specifiche proprietà del cervello secondo cui la concentrazione del sangue è maggiore nelle zone che lavorano maggiormente, è possibile localizzare le aree che sono implicate in determinati processi cognitivi. Tanto più una zona del cervello sta lavorando tanto più ha bisogno di sangue. Il dettaglio delle aree che sono attive è altissimo. L'aspetto negativo è quello della variazione temporale cioè in quanto tempo mostra i cambiamenti. Di solito la variazione è tra i 5-6 sec contro i 500 ms /1 sec che il cervello impiega per variare il suo stato, perciò non si vede nel dettaglio il cambiamento come invece funziona il cervello. Il cervello è molto più veloce degli spostamenti di sangue nelle varie aree. Esistono meccanismi mentali e cerebrali specializzati per certi tipi di "Oggetti". Le facce sono "oggetti" speciali, un'area del cervello si attiva in maniera più forte se si identifica un volto. Così come vi sono aree legate ad oggetti rappresentanti un luogo. L'area fusiforme è attiva quando sono presenti volti (freccia verde), ma non quando sono presentati altri oggetti (o altri esseri viventi).
  2. Elettroencefalografia (EEG): tecnica che permette una diretta rappresentazione, misura direttamente l'attività neurologica cioè i neuroni, la parte elettrica. Visualizzazione diretta dell'attività neurale associata allo svolgimento di un'attività cognitiva. Contro è che non si ha una buona risoluzione spaziale in quanto si può registrare solo in superficie e l'energia tende a disperdersi prima ancora di raggiungere i sensori. Questa tecnica si presenta quindi speculare alla risonanza magnetica. Gli ERP (Event-related potentials) rappresentano variazioni dell'attività elettrica associata alla comparsa di un determinato evento. Rappresentazione dello stimolo. Il senso per le numerosità - meccanismo che estrae info multiple ma con un limite di 3 o 4 elementi (es. pallini rossi). La risposta a questo fenomeno si può vedere nella parte inferiore del cervello, oltre 3 o 4 elementi questa parte di cervello smette di rispondere.
  3. Magnetoencefalografia (MEG): compromesso tra risoluzione spaziale e temporale. Misurazione dell'attività attraverso sensori che misurano alcuni parametri dei campi magnetici, che sono meno suscettibili alla distanza (a differenza dell'energia per il EEG), permettono una ricostruzione ottimale sia in termini di localizzazione che di variazione (tempistiche). Misura l'attività magnetica e non neurologica, l'attività magnetica non è relativa a dispersioni come quella elettrica. Misura quindi i campi magnetici associati all'attività elettrica dei neuroni.

  Tutte queste tecniche sono tecniche di tipo correlazionale ad uno stimolo di interesse, ma non è detto che la correlazione implichi una relazione di causa-effetto. Ciò significa che non è detto che questo causi l'effetto riscontrato nel comportamento, quindi un meccanismo specifico cognitivo (tenere a mente il rapporto critico).

  fMRI	Flusso sanguigno	Risoluzione temporale bassa	Risoluzione spaziale alta
  EEG	Attività elettrica	Risoluzione temporale alta	Risoluzione spaziale bassa
  MEG	Attività magnetica	Risoluzione temporale buona	Risoluzione spaziale buona

• Tecniche di stimolazione cerebrale:
  1. Stimolazione magnetica transcranica (TMS): si dà un impulso magnetico che va a influire con il funzionamento mentale dei neuroni e vado ad osservare cosa questo produce. Interferenza reversibile e non invasiva dell'attività neurale di una determinata area cerebrale durante lo svolgimento di una attività cognitiva, permette di stabilire ruoli "casuali". Esempio: stimolazione aree occipitali e somatosensoriali in persone vedenti e cieche durante il riconoscimento di lettere "in rilievo" – stimoli tattili. Le aree occipitali nei non vedenti vengono "reclutate" per elaborare stimoli non visivi.
  2. Stimolazione tramite corrente diretta transcranica (tDCS): consiste nel provocare modifiche reversibili tramite passaggio di corrente elettrica e vedere l'effetto che la stimolazione ha sull'esecuzione di compiti. Si applica un impulso elettrico non invasivo, un debole passaggio di corrente, in modo tale che vada a interferire con lo scambio elettrico e si va a vedere l'effetto che ha. È usato per migliorare alcuni deficit, è più usato rispetto alla stimolazione magnetica. Un esempio è Neglect, un deficit spaziale, con lo stimolo elettrico si può migliorare. Tecnica promettente dal punto di vista della riabilitazione neuropsicologica.
  3. Reti neurali: utilizzo di specifici algoritmi digitali che riproducono lo svolgimento di una capacità cognitiva e del comportamento.

Sensazione. Il sistema visivo: principi generali, occhio e cervello

Principi generali del sistema visivo. Tre grandi entità:

1. Input - presenza di uno stimolo, stimolazione che varia in termini di luce
2. Occhio - la luce raggiunge la retina e stimola i recettori. Gli impulsi della retina viaggiano lungo il nervo ottico fino al cervello.
3. Cervello - lobo occipitale, parte posteriore del cervello, perché è quella che elabora le info visive

Ciò che arriva è una rappresentazione della realtà, è un'adattazione della realtà, è il risultato di una serie di elaborazioni che portano ad avere un percetto. Non esiste una corrispondenza 1 a 1 tra il mondo fisico e quello percettivo. Il sistema visivo dell'uomo è sensibile solo ad una ristretta gamma di energia elettromagnetica (400-700 nanometri; ci sono animali, tipo alcuni uccelli, che hanno uno spettro molto più grande). Ciò che percepisco non è la copia fedele della realtà ma ci sono principi legati alla fisiologia e a ciò che impariamo che facilitano il cervello a creare la rappresentazione.

La percezione segue principi fisiologici e funzionali nel creare una rappresentazione del mondo esterno. Questi principi permettono una rappresentazione adattiva del mondo fisico, non necessariamente una rappresentazione "veridica". L'evoluzione, dunque, non ha favorito lo sviluppo di un sistema percettivo che permettesse l'accesso alla realtà, bensì ha prediletto gli organismi in grado di ricostruire la realtà al fine di sopravvivere a questa. Perciò ci sono principi fisiologici che impongono caratteristiche al mio modo di vedere il mondo esterno, principi di tipo funzionale (imparati) e fisiologico per creare una rappresentazione adattiva del mondo fisico.

L'occhio

Ha 2 funzioni principali:

1. Inizio elaborazione dell'immagine, formazione dell'immagine
2. Trasduzione immagine in segnali elettrici, trasformare i segnali in modo che i neuroni capiscano ciò sotto forma di segnale elettrico

Le strutture principali coinvolte nella formazione dell'immagine sono tre:

• Cornea - è la parte più esterna, parte trasparente anteriore che permette il primo passaggio di luce. Non contiene vasi sanguigni.
• Pupilla - foro cristallino che si ingrandisce o si rimpicciolisce in base alla quantità di luce. Apertura circolare il cui diametro si modifica in funzione dell'intensità della luce presente nell'ambiente. Si ingrandisce in condizioni di scarsa illuminazione, si rimpicciolisce in presenza di molta luce.
• Cristallino - lente biconvessa la cui forma si modifica (muscoli) in funzione della distanza degli oggetti (processo di accomodazione). Se l'oggetto è lontano sarà più convessa, se è vicino si assottiglia. Serve a rilevare la profondità.

Queste sono le parti più esterne dell'occhio, all'interno invece si trova la retina; essa è una struttura responsabile della trasduzione delle immagini, traduce le immagini in elettricità. Sulla retina le info relative ad un oggetto sono proiettate secondo una precisa corrispondenza spaziale, l'immagine è proiettata in maniera capovolta rispetto alla realtà (esperimenti con occhiali speciali in cui viene invertito l'input tipico). Esiste una organizzazione spazio-topica che è presente dalla cornea alla corteccia cerebrale; punti precisi dello spazio esterno sono elaborati da punti specifici della retina. La parte centrale della retina si chiama fovea.

Fotorecettori

Nella retina esistono due tipi di fotorecettori: i coni e i bastoncelli. I coni e i bastoncelli sono chiamati così per la loro forma caratteristica; hanno funzioni e distribuzioni spaziali diverse.

• Bastoncelli - sono un numero maggiore rispetto ai coni (circa 120 milioni) e servono alla visione notturna (scotopica), sono sensibili alle variazioni di luce, hanno bassa acuità (livello di dettaglio), codificano le immagini in bianco e nero (non rispondono alle onde elettromagnetiche che codificano differenze di luce) e non sono presenti nella fovea.
• Coni - (circa 7 milioni), servono alla visione diurna (fotopica), sono poco sensibili alla variazione di luce ma hanno alta acuità, codificano i colori e sono principalmente localizzati nella fovea.

Esistono 3 tipi di coni: