Appunti di Psicologia cognitiva

APPUNTI DI PSICOLOGIA COGNITIVA [07/03/2018]

Domande favorite: ultimi capitoli, funzioni esecutive

6 giugno, 20 giugno, 4 luglio

I PRINCIPI RILEVANTI DELLA PSICOLOGIA COGNITIVA

TEMI PRINCIPALI DELLA PSICOLOGIA COGNITIVA

Differenza sostanziale tra la scuola comportamentista e cognitivista. La prima si sviluppa in Nord America e ha il suo

apice intorno agli anni 50, e ha riconnessioni molto forti con la riflessiologia Russa di Pavlov.

Per il comportamentismo (1910-1950) l’oggetto di studio è la relazione fra stimolo e risposta. C’era una sorta di

annullamento, e non riconoscimento della mente come oggetto di studio. Skinner la considerava una Black Box. Alcuni

autori che si definivano comportamentisti avevano già ‘’piantato i semi’’ del cognitivismo, con gli esperimenti

vedevano che si poteva entrare dentro questa ‘’Black Box’’, come per esempio Tolman con le mappe cognitive, quindi

il paradigma comportamentista si sgretola ad un certo punto perché cominciano ad emergere metodi di studio per

accedere nella mente, basate su cose ancora più precedenti al comportamentismo.

Tolman esperimento mappe cognitive: permetteva a degli animali di esplorare il labirinto. Nella fase test, a un certo

punto andava a chiudere il percorso 1, e l’animale non utilizzava il 50%-50% degli altri percorsi, ma usava il percorso 2

che era quello più corso dopo l’1, solo se chiudeva anche il 2 utilizzava il percorso più lungo che era il 3.

Questo esperimento ci fa capire che l’animale non usa a caso le conoscenze apprese nella fase studio, ma le usa in

modo consapevole, e utilizza il percorso più efficace per arrivare alla sua meta. Quindi è un metodo per capire come

l’animale crea le rappresentazioni mentali dell’ambiente, le mappe cognitive.

Altre novità sono stati gli studi studi del linguaggio di Chomsky, il bambino inizia ad assemblare una frase, se

compresa dall’adulto di riferimento mi fa capire che l’ho usata in modo corretto; questa è un’idea del

comportamentismo. Ma per un’operazione come il linguaggio è difficile pensare che c’è un rinforzo complessivo per

ciascuna frase che io ho fatto per capire che è giusta. Quindi evidentemente ci deve essere qualcosa di più significato,

e i suoi studi hanno fatto vedere che c’è un sistema in qualche modo innato, pull di cellule che evolutivamente stanno

li per acquisire queste informazioni importanti per la socialità dell’individuo.

Ci sono infatti delle aree specializzate nel cervello per la comprensione linguistica, area di Borca e di Wernicke.

Ancora molti studi vanno a confermare la specializzazione linguistica. L’impatto con l’ambiente è fondamentale,

bambini deprivati di stimoli ambientali in fasi critiche possono creare problemi nel sviluppare un linguaggio.

Un’altra scuola molto importante è la Gestalt, che può essere considerata una scuola pre-cognitivista, perché cerca di

indagare il processo cognitivo, in particolare quello percettivo, e ci troviamo qui in area Europea intorno agli anni ’30.

I gestaltisti hanno formato alcune leggi sulla formazione percettiva, come la legge della prossimità, legge della chiusa,

legge della costanza d’oggetto ecc.

L’organizzazione percettiva trascende la struttura fisica degli stimoli e non necessita di apprendimento.

Non è necessariamente legato alla struttura fisica dello stimolo, il messaggio da portare a casa è che il nostro sistema

percettivo quello che fa è un’interpretazione degli stimoli fisici che a volte va al di là dello stimolo fisico in sé.

Quello che è uno stimolo fisico non è quello che noi interpretiamo. Il nostro sistema percettivo è però organizzato

secondo certi parametri.

Oltre che in ambito percettivo, la gestalt, lavora molto nell’ambito dell’apprendimento, dove si trova in una posizione

opposta a quella del comportamentismo.

Test di Dunker: su un tavolo sono poste delle puntine in una scatola, c’è una candela e dei fiammiferi. Lo scopo è

quello che la candela venga posta sul muro per illuminare maggiormente la stanza. Con le puntine inchiodo la scatola

al muro e la uso per metterci la candela.

La cosa di divergente è utilizzare la scatola per un uso diverso dal solito. Le persone tipicamente usano soluzioni con

l’uso tipico degli oggetti.

C’è una forma di elaborazione a livello inconscio che ci fa arrivare a questa soluzione. Le persone tipicamente

mostrano una fissità funzionale, semplicemente dimostra che noi siamo ancorati a questi, e per risolvere alcuni

problemi dobbiamo astrarci a questo. 1

Negli anni ’60 con studi propriamente in ambito cognitivo, come per esempio nel problema della rappresentazione

interna degli oggetti esterni, quale è il formato con cui andiamo a formare gli oggetti esterni in interni? Abbiamo una

rappresentazione analogica o abbiamo una rappresentazione molto più economica e simbolica degli oggetti interni.

Che risorse cognitive/cerebrali andiamo ad attivare? Le stesse che usiamo quando guardiamo quell’oggetto, o

abbiamo un codice simbolico che andiamo ad attivare?

Tutti processi hanno bisogno di un codice interno.

Per alcuni c’è un codice simbolico per altri un codice analogico.

Il tempo di reazione aumentava alla differenza dell’angolo di rotazione dei due stimoli. Questa è una prova che io

posso indagare il processo interno, e che c’è un codice analogico e non verbale.

Se si vede in fMRI si vede che si attivano le stesse aree che si attivano nel momento in cui io guardo quell’oggetto.

Cronometria mentale: compito di Sternberg:

- Serie mnemonica di 1-6 cifre, che dopo poco scomparivano, e ricompariva solo un numero in cui il soggetto

doveva dire se era tra le prime cifre o meno.

- 1 cifra target: era o no nella serie?

- Risultati:

TR: aumentano (~40ms) con l’aumentare delle cifre

➢ 4 stadi di elaborazione

➢

Ogni compilazione richiede ~40ms … ma è necessario postulare un’elaborazione seriale? (poco compatibili con i

tessuti nervosi…)

Il soggetto impiegava circa 40-50ms per ogni stimolo che doveva confrontare. Questo perché doveva confrontarlo con

una immagine interna della serie precedente dei numeri.

Questa metodica permette di fare delle ipotesi del funzionamento della MBT, in cui probabilmente c’è un meccanismo

che confronta questa comparazione (c’era o non c’era) e questo meccanismo è di circa 50ms.

Un’evoluzione della psicologia cognitiva è lo sviluppo di intelligenza artificiale.

Non solo si cerca di capire la Black Box, ma di trovare un modello che la imiti.

PERCEZIONE

• Consapevolezza cosciente degli ambienti interni ed esterni, generata dall’elaborazione neurale condotta dal

sistema sensoriale umano

- Visione: brillantezza, colore, forma, profondità, movimento

- Uditiva: volume, tono, dolore

- Tatto: pressione, dolore

• La percezione non coincide necessariamente con le caratteristiche fisiche dell’oggetto percepito.

- Dipende anche da:

Stato fisiologico del percipiente (ad es. alcol, droga)

➢ Altri stimoli co-occorrenti (ad es. effetto MecGurk)

➢ Stato motivazionale (ad es. oggetti dietro vetro smerigliato)

➢ Esperienza precedente o contesto di stimolazione

➢

La percezione non coincide con le caratteristiche fisiche dell’oggetto.

• Proprietà fisiche degli stimoli

- misura oggettiva

• Conseguenze percettive degli stimoli (percetti, rappresentazioni interna)

- aspetto soggettivo, non misurabile direttamente

• Psicofisica (1860): Fechner, Weber, Stevens

- relazione tra intensità dello stimolo e stimolazione

• Soglia assoluta:

- minima stimolazione energetica in grado di evocare una risposta percettiva

- paradigma di scelta forzata (percettivo: si/no) con stimoli di valore random

- soglia per convenzione al 75%

• Soglia differenziale:

- entità di cambiamento fisico necessaria per generare cambiamento percettivo

- frazione (o costante) di Weber

La psicofisica è una scuola che ha dato un grosso contributo nella comprensione delle differenze degli individui nella

comprensione di questi compiti. 2

Weber ha individuato delle costanti che sono tutt’oggi validi. Per esempio nel peso ci deve essere almeno il 10% di

differenza tra un peso ed un altro. E’ sempre una questione probabilistica, ma ci permette di studiare questi processi.

ATTENZIONE

• Focalizzazione delle ‘’risorse di elaborazione’’ mentali su un particolare stimolo fisico, compito, sensazione, o

altro contenuto mentale.

- Enfasi sul tipo di stimolo (esogeno vs endogeno)

- Enfasi sulla capacità selettiva (effetto del cocktail party)

- Enfasi sul livello in cui l’attenzione influenza l’elaborazione dello stimolo (ascolto dicotimico e shadowing)

Ci sono condizione in cui io riesco ad avere un processamento buono del mondo circostante e l’attenzione viene dopo,

o altri casi in cui il processo attentivo viene prima.

Posso essere io che volontariamente (endogenamente) decido di porre la mia attenzione da qualche parte; poi c’è

un’attenzione esogena, che viene esternamente (es. un rumore improvviso), in cui interromperò la mia attenzione

volontaria e andrò a focalizzarmi dallo stimolo esterno che ha catturato la mia attenzione indipendentemente dalla

mia volontà.

La selettività dell’attenzione, in cui io riesco a focalizzarmi in maniera selettiva su uno stimolo riducendo il resto degli

stimoli irrilevanti per noi (effetto cockatil party).

Ascolto dicotico e shadowing, nell’ascolto dicotico vengono indirizzati due stimoli diversi per orecchio, e al soggetto

viene detto di prestare attenzione solo allo stimolo di un solo orecchio. Una volta chiesto il soggetto si ricordava

quello che aveva ascoltato solo dall’orecchio in cui veniva detto di ascoltare.

Nel corso degli anni evidenze hanno capito che era troppo semplicistico, infatti se nell’orecchio sinistro (durante

esperimento) viene presentato uno stimolo esogeno diverso, (per esempio voce uomo cambia in voce donna) il

soggetto a fine esperimento il soggetto si accorgerà. Ciò significa che il filtro non è così selettivo. Ho comunque una

certa somma di risorse attentive sullo stimolo esogeno.

MEMORIA

Un altro processo strettamente legato a percezione e attenzione è la memoria. Studi dimostrano che la probabilità di

ricordare qualcosa è in funzione a quanto abbiamo posto attenzione a quella determinata cosa.

Modello modale di Atskinson Shiffrin: si ipotizza che ci sono 3 magazzini di memoria:

- Memoria sensoriale

- Memoria a breve termine

- Memoria a lungo termine

L’informazione che entra nella memoria sensoriale, avrà una buona probabilità di essere memorizzata nella MLT.

[08/03/2018]

L’ESPLORAZIONE DEI PROCESSI COGNITIVI IN TERMINI NEURALI

• Due approcci principali:

- Cambiamento dei processi cognitivi in seguito a deficit (lesioni cerebrali):

> permanenti: ictus, traumi cranici, malattie (ad es. tumori, malattie neurodegenerative, ecc.)

> temporanee (sperimental): alterazioni elettro-magnetiche, farmacologiche

- Misurazione dell’attività cerebrale durante esecuzione di compiti cognitivi

> tecniche di visualizzazione: EEG e fMRI

• Tecniche delle correlazioni cliniche-patologiche tra comportamento del paziente in vita ed autopsia cerebrale

post-mortem

• Limiti:

- 1) variazione del deficit prima dell’autopsia

- 2) diversità della lesione per pazienti diversi

- 3) relazione tra area e processo (ad es. confini vascolari più che funzionali nell’ictus)

• Avvento del neuroimaging: permette di risolvere molti dei problemi suddetti

Gli studi moderni tendono a confermare quanto fatto dalla neurologia classica. Oggi grazie alle neuroimaging si può

visualizzare quello che accade in un disturbo cognitivo anche in pazienti vivi.

Ci sono varie tecniche anatomiche o strutturali,

- anatomica: permette di ricostruire in vivo la struttura anatomica dell’encefalo, ci permette di distinguere tra

sostanza grigia e sostanza bianca e il liquor, e permette di ricrearci una mappa colorata della struttura

cerebrale di quel soggetto. 3

Con la TAC le informazioni sulla differenza di radiodensità dei diversi tessuti estrapolate da molteplici angolazioni e

convertite in variazione di livelli di grigio. È possibile distinguere alcune strutture, ma la qualità dell’immagine non è

elevata.

- Strutturale, per esempio in MRI le immagini sono meglio distinguibili.

APPROCCIO CAUSALE

La risonanza magnetica non dovrebbe riportare nessun danno nel tempo. La risonanza magnetica è una grossa

calamita che sfrutta delle molecole che sono già presenti nel nostro corpo, in particolare protoni degli atomi

d’idrogeno del cervello allineati con il forte campo magnetico dello scanner.

Sono onde radio a certe frequenze che sono in grado di perturbare la posizione dei protoni, che oscilleranno e poi si

riallineeranno al campo magnetico. Rilevando queste oscillazioni, l’MRI mette in luce la diversa densità protonica dei

vari tessuti cerebrali, che vengono poi convertiti in livelli di grigio. Qui non abbiamo dei raggi X, ma delle

radiofrequenze.

Tempo di rilassamento: quanto il protone ci mette a tornare nella sua posizione originaria. Cambia anche a seconda

della densità dei tessuti. Tessuti molto duri avranno un tempo di rilassamento molto breve, rispetto al tessuto

opposto che avrà tempi molto lunghi come il liquor.

Il magnete è capace di rilevare questo tempo di rilassamento, e può essere tradotto in una scala di grigi, più è bianca

la struttura più è dura.

Si ha quindi una maggiore risoluzione: 3T sotto il mm . Non è per nulla invasiva: niente raggi, e niente mezzi di

3

contrasto.

• Induzione di lesioni chirurgiche in animali sperimentali (inclusi primati non-umani):

- Pro: controllo su estensione del danno e corrispondente area funzionale

- Contro: questioni etiche, addestramento e valutazione del comportamento a seguito della lesione

Molti studi in neruoscienze ci dimostrano che alcuni comportamenti non sono derivanti da singole aree, ma da circuiti,

e questo è un limite in questi studi, perché rompo delle aree funzionali e non dei circuiti.

I laboratori che fanno questi studio sono sempre meno.

• Farmacologiche

- Sostanza psicoattiva (ad es. cocaina, caffeina, antidepressivi, ecc.) che agiscono sulla fisiologia sinaptica:

> agonisti dei neurotrasmettitori: agiscono sui recettori in modo simile ai neurotrasmettitori (si legano con

essi)

> antagonisti dei neurotrasmettitori: bloccano i recettori alterando la neurotrasmissione

- Due approcci:

> uso e abuso di sostanze: dipendenza, alterazione e deterioramento dei processi cognitivi

> studi controllati su animali sperimentali: effetto globale della sostanza somministrata: difficoltà di

distinguere gli effetti su un processo cognitivo o un altro

• Stimolazione intra-cranica

- Stimolazione elettrica diretta di una regione cerebrale (già a fine ‘800)

- Elettrodi posizionati

> stabilmente (impianto) nel cervello di animali sperimentali

> temporaneamente in pazienti umani duranti interventi neurochirurgici (ad es. trattamento per rimozione di

foci epillettogeni o di tumori; mappaggio corticale per compromissione minima delle funzionalità cognitive

superiori)

- Grado di stimolazione:

> lieve: eccitazione dell’area stimolata (ad es. sistema motorio o verbale)

> forte: interruzione della funzionalità, lesione temporanea

• Stimolazione extra-cranica

- Stimolazione magnetica transcranica (TMS)

> forte campo magnetico transitorio generato dal passaggio di corrente elettrica attraverso due bobine (coil)

> compromissione temporanea dell’elaborazione neurale dell’area sottostante al coil (come stimolazione

intracranica diretta… ma molto meno invasiva)

> ma anche facilitazione comportamentale, a seconda dell’area stimolata e del compito

> svantaggi: dimensione area stimolata; solo corteccia; zone dolorose (trigemino o muscolo temporale); crisi

epilettiche 4

posso avere effetti eccitatori o inibitori, a seconda delle aree che vado a stimolare. La TMS permette di agire

sul processo prima che il processo sia messo in atto, se io lo inibisco e non riesci a fare il compito, allora io

posso vedere il vincolo causale, ovvero che senza quell’area non riesci ad eseguire quel compito.

APPROCCIO CORRELAZIONALE

Un’altra cosa è monitorare quello che accade, quindi cercare di affinare sempre più tecniche che ci permettono di

leggere l’attività cerebrale. Sono tecniche che entrano nell’approccio correlazionale.

• Registrazione elettrofisiologica diretta dai neuroni

- Elettrodi di tungsteno o acciaio inseriti in profondità, rivestiti di materiale non conduttore eccetto la punta:

potenziali d’azione generati dai neuroni maggiormente vicini

- Possibilità di fare più impianti: attività simultanea di più regioni

• Grafico a matrice di punti

- Ogni riga la presentazione di uno stimolo, ogni punto, un potenziale d’azione

- L’istogramma in basso somma per colonna

• Svantaggi:

- solo su animali

- tempo di addestramento

- costo di mantenimento

- processi cognitivi di base (percezione, attenzione e memoria) ma non quelli più astratti

L’analogo nell’uomo è la classificazione:

• Elettrodi di superficie su cuffia

- Conduttanza garantita da gel conduttore o pasta salina

- Amplificatore differenziale: aumenta la differenza di voltaggio tra ciascun elettrodo e quello di riferimento

(ad es. mastoideo)

Registrano una differenza di potenziali d’azione di elettrodi attaccati su zone silenti. Differenza di potenziale vuol

dire che, quel compito che il soggetto sta facendo richiede l&r