Regolazione dei processi cognitivi e metacognitivi

Regolazione dei processi cognitivi e metacognitivi

Metodi in psicologia cognitiva e neuroscienze

Si possono raggruppare in tre grandi categorie:

Metodi comportamentali

1) Consentono la registrazione di un comportamento manifesto del soggetto. Tra questi troviamo tempi di reazione, accuratezza delle risposte. Si dividono in metodi oggettivi e soggettivi:

Oggettivi

a. Quelli che permettono di registrare in maniera oggettiva la prestazione del soggetto, esempi:

• Accuratezza
• Tempi di reazione
• Test cognitivi: lista di parole che poi chiedo di ripetere (memoria), trovare un certo stimolo in mezzo ad altri distrattori (attenzione).

Soggettivi

b. Quelli che registrano un comportamento del soggetto chiedendo allo stesso di auto-valutarsi; per fare questo si somministrano dei questionari di autovalutazione (vi fanno parte anche gli strumenti di misura utilizzati per soggetti in condizioni psicopatologiche che chiedono allo stesso di valutare sé stesso).

I metodi comportamentali soggettivi sono meno accurati degli oggettivi e maggiormente soggetti a distorsioni, ergo vanno valutati con maggiore cautela. I metodi comportamentali oggettivi, ad esempio i test sulla memoria, non rappresentano necessariamente ciò che il soggetto sperimenta nella vita quotidiana con la memoria di tutti i giorni, hanno quindi il limite tecnico di poca validità ecologica (è una valutazione di laboratorio). Talvolta può essere utile quindi chiedere al paziente della sua memoria in un questionario di autovalutazione (es. "quanto spesso vado in una stanza e non ricordo quello che dovevo prendere?").

Quando queste misurazioni soggettive vengono affiancate ai test oggetti cognitivi, spesso si nota un grande scarto: il paziente auto-valuta la propria memoria come molto peggiore rispetto al risultato del test oggettivo (bias), questo perché (e soprattutto verso certe popolazioni di pazienti) tende a sottovalutare molto la propria valutazione (es. soggetti depressi-anziani). Se somministrassi un test oggettivo di memoria a una persona anziana e poi le chiedessi di valutare -con un questionario di valutazione soggettiva- la qualità percepita della memoria di tutti i giorni, noteremmo un gap molto grande, molto più grande di quello che avremmo riscontrato in soggetti giovani. Perché questo? Perché la popolazione degli anziani, come altre, tende a sottostimare la propria prestazione, a valutarsi meno e anche a sovrastimare problemi di memoria. Culturalmente è diffusa l’idea che invecchiando si perda poco a poco la memoria, sovrastimando la cosa nei test di autovalutazione che indagano la qualità percepita degli stessi.

I metodi comportamentali oggettivi e soggettivi sono quelli che consentono di osservare e studiare i processi cognitivi manifesti, visibili, overt, ci sono però dietro al comportamento osservabile una serie di processi cognitivi impliciti, nascosti, non manifesti (covert). Come si studiano i processi covert?

Metodi elettrofisiologici

2) Consentono di vedere che cosa succede a livello di attivazione neurofunzionale mentre il cervello elabora l’informazione. Sono metodi che si basano sulla registrazione delle differenze di potenziale bioelettrico che si generano in vari sistemi attraverso degli elettrodi posti sulla superficie del corpo. Tra questi troviamo:

• Elettroencefalogramma: attraverso degli elettrodi posti sullo scalpo del soggetto vengono registrate le variazioni di potenziale bioelettrico generate da grandi popolazioni di neuroni sottostanti.
• Registrazioni dei movimenti oculari;
• Elettromiogramma: attività a livello di fusi neuromuscolari;
• Metodi che rilevano l’attività del sistema nervoso vegetativo: elettrocardiogramma, conduttanza dermica (per le emozioni).

Questi metodi consentono di vedere in vivo l’elaborazione dell’informazione del sistema, ed è fondamentale perché ci consente di capire cosa sta succedendo con una buona risoluzione temporale: i metodi elettrofisiologici sono molto precisi nel registrare per poche decine di millesimi di secondo che cosa sta succedendo all’interno del sistema. Questi metodi elettrofisiologici sono poco precisi in termini spaziali (e molto precisi in termini temporali).

Metodi di neuroimmagine

3) Hanno una scarsa risoluzione temporale e una buona risoluzione spaziale, sono potenzialmente precisi nel mostrare le strutture neuroanatomiche. In anni recenti sono stati sviluppati metodi che consentono di vedere quali regioni si attivano in un cervello che elabora informazioni. Il primo metodo è la tomografia a emissione di positroni (PET) ma ha scarsa risoluzione temporale ed è invasiva perché si basa sull’iniezione di un isotopo radioattivo del glucosio nel soggetto. Il sistema va a registrare la radioattività che viene liberata quando il glucosio viene scisso in quelle parti del cervello che lo stanno utilizzando, ergo che stanno svolgendo l’elaborazione. In anni più recenti la tecnologia ha portato allo sviluppo della risonanza magnetica funzionale e questo metodo ha un’ottima risoluzione spaziale (è però molto costosa) e riesce a mostrare esattamente in che piccola porzione del cervello si sta svolgendo una certa elaborazione. Critica: sono metodi estremamente costosi, in Italia sono praticamente inesistenti, ed hanno cancellato la ricerca di quella che era la neuropsicologia sperimentale. Però, a parere della professoressa, sono tecniche che ci dicono tanto su dove succede ma niente su qual è il modello che sta alla base. Questo perché quello che manca in queste tecniche è la risoluzione temporale.

Regolazione dei processi cognitivi e metacognitivi [2] 04-10

Metodi comportamentali

Si dividono in soggetti e oggettivi.

Oggettivi

Prevedono una misurazione oggettiva. Tra questi troviamo le misurazioni del tempo di risposta rispetto allo stimolo. Possono essere registrate anche il numero di risposte corrette (hits), di errori, di miss (il soggetto non risponde a uno stimolo a cui deve dare una risposta), e di falsi allarmi (risposta quando non è necessaria). Il tempo di reazione è il tempo che intercorre tra la presentazione dello stimolo e la risposta del soggetto (cronometria mentale). Analizzando i tempi di reazione si possono estrapolare informazioni relative al tempo di elaborazione dell’informazione a livello dei sistemi cognitivi e avere quindi un’idea di quanti processi possono essere implicati. I tempi di reazione sono stati studiati per la prima volta da Donders che aveva ideato un metodo sottrattivo che consentiva di trarre delle inferenze circa i processi mentali che erano sottostanti allo svolgimento di un certo compito.

Nell’esperimento di Donders vi erano tre condizioni sperimentali:

• La prima condizione era un compito di detezione del segnale: il soggetto doveva premere un tasto tutte le volte che compariva uno stimolo semplice sullo strumento di presentazione. In questo caso lo stimolo semplice poteva essere un flash di luce.
• Nella seconda condizione sperimentale al soggetto venivano presentati due stimoli, ovvero, il flash di luce poteva essere o rosso o verde. Il soggetto doveva rispondere soltanto quando compariva la luce verde. Questa condizione è più complessa della precedente data la molteplicità di stimoli che il soggetto deve discriminare, vi è dunque un aumento dei tempi di reazione poiché è prevista un’operazione mentale in più: riconoscere il colore della luce. Se prendo i tempi di reazione della seconda situazione sperimentale e da questi sottraggo il tempo di reazione semplice (prima condizione sperimentale), la differenza fra i due tempi di reazione è verosimilmente il tempo che ci mette il sistema cognitivo a riconoscere tra un colore e l’altro. Questo ci consente di inferire quanto tempo è necessario per svolgere una certa operazione mentale.
• Una terza condizione ancora più complessa prevedeva di mostrare casualmente luci di due colori diversi cui il soggetto doveva rispondere sollevando la mano sinistra alla luce rossa e con la destra alla luce verde. Le operazioni mentali consistono quindi nel riconoscere gli stimoli e nello scegliere con che mano rispondere. In questo ultimo tipo di tempi di reazione complessi si hanno le risposte più lunghe da parte dei soggetti perché sono presenti due operazioni cognitive: riconoscere il colore della luce e scegliere con che mano rispondere (compito di scelta motoria). Sottraendo da questi tempi di reazione complessi più lunghi i tempi relativi alla sola scelta del colore ottengo il tempo di reazione motorio relativo al tempo che il sistema impiega per scegliere con quale mano rispondere. Con questo metodo sottrattivo è possibile avere un’idea, trarre delle inferenze sui tempi di elaborazione cognitiva dei diversi sistemi mentali.

Soggettivi

Mentre i metodi oggettivi vengono prevalentemente utilizzati nelle scienze cognitive e nei test per le funzioni cognitive, i metodi soggettivi richiedono al soggetto di riferire riguardo sé stesso cosa sta succedendo sia da un punto del funzionamento cognitivo che del funzionamento dello stesso nella vita di tutti i giorni. Trattasi prevalentemente di questionari di autovalutazione usati nella valutazione degli stati emotivi dei soggetti, della valutazione dei tratti di una psicopatologia ecc. Sono metodi che risentono abbastanza di distorsioni legate a credenze implicite, allo stato del soggetto, a problemi di autostima. In generale sono misurazioni meno accurate rispetto a quelle oggettive. Nelle scienze cognitive vengono usate prevalentemente come resoconti verbali quando si vuole studiare alcune funzioni specifiche, quali ad esempio alcuni aspetti metacognitivi.

La metacognizione è il pensiero che pensa sé stesso, l’insieme delle strategie che il soggetto utilizza più o meno consapevolmente per modulare e regolare il proprio pensiero nella risoluzione di un problema. È la messa in atto di una serie di strategie del sistema cognitivo stesso. Per sapere cosa sta facendo il soggetto mentre elabora l’informazione, l’unico modo è chiederglielo. Questi resoconti verbali sulle strategie utilizzate nella risoluzione dei problemi e più in generale nell’elaborazione dell’informazione, vengono registrati esclusivamente attraverso risposte fornite dai soggetti, un’analisi introspettiva. Altri ambiti della psicologia cognitiva in cui si utilizzano metodi comportamentali soggettivi sono:

• Quando si studiano le funzioni cognitive nella vita di tutti i giorni (maggiore validità ecologica degli oggettivi). Tipicamente questi questionari indagano la frequenza di un certo comportamento emesso dal soggetto che lo stesso deve stimare (es. nelle ultime 4 settimane quanto volte è successo di…);
• Per l’analisi delle differenze individuali nei modi in cui i soggetti elaborano l’informazione, ad esempio per le differenze legate allo stile cognitivo (l’avere una preferenza per un’elaborazione di tipo verbale dell’informazione piuttosto che visivo: ci sono persone che usano uno stile cognitivo più verbale, che se devo risolvere un’operazione mentale tendono a risolverla ripetendola tra sé e sé [componente articolatoria della working memory], mentre altri tendono ad utilizzare uno stile più visivo [taccuino viso-spaziale]);
• Per studiare gli stati psicologici (ansia, depressione, disturbio psicosomatici…);
• Per indagare se i soggetti tendono ad aver uno stile più mattutino o serotino (se funzionano meglio cognitivamente la mattina o la sera).

Queste misurazioni valgono anche per misurare differenze di stili metacognitivi, strategie che si utilizzano nel controllo/gestione delle emozioni nella vita di tutti i giorni.

Metodi elettrofisiologici per l’attività del sistema nervoso centrale

I potenziali evocati sono una misura dell’attività cerebrale emessa dal cervello in risposta ad uno stimolo che viene presentato dallo sperimentatore. Trattasi di variazioni dell’attività elettrica cerebrale che si genera in regioni specifiche del cervello le quali riflettono lo stimolo che ha somministrato lo sperimentatore stesso. Si registra questa attività estraendola dall’elettroencefalogramma, che è una misura delle differenze di variazioni di potenziale bioelettrico che si generano sullo scalpo del soggetto. I potenziali evocati si registrano con degli elettrodi posti sul capo del soggetto (in alcuni casi si usano degli intracranici). Gli elettrodi, tipicamente, hanno ciascuno uno specifico nome in modo tale da poterli riconoscere in base alla posizione sullo scalpo:

• Gli elettrodi che stanno sulla sinistra sono caratterizzati da numeri dispari;
• Gli elettrodi che stanno sulla destra sono caratterizzati da numeri pari;
• Gli elettrodi che stanno sulla linea mediana sono caratterizzati dalla lettera Z.

In più, gli elettrodi sono suddivisi per fasce che caratterizzano le diverse regioni cerebrali (per esempio, gli elettrodi anteriori hanno una denominazione che inizia con “F”). In questo modo si può inferire dal nome dell’elettrodo a quale regione cerebrale corrisponde una certa attività. Le variazioni del potenziale bioelettrico del cervello durante lo stato di veglia sono delle variazioni caotiche (desincronizzate) che corrispondono all’attività di grandi gruppi di neuroni che svolgono determinate attività cognitive. Quando invece si chiudono gli occhi si osserva che tutti i neuroni tendono ad avere lo stesso tipo di attività bioelettrica, si sincronizzano su un ritmo. Questo ritmo è una variazione del potenziale bioelettrico che ha una frequenza specifica: è il ritmo Alfa, una variazione che prevede dalle 8 alle 14 oscillazioni al secondo. Questo è il ritmo che caratterizza la veglia rilassata, la meditazione. Quando da questo stato di rilassamento ci si inizia ad addormentare si verificano tutta una serie di fenomeni di ulteriore sincronizzazione che prevedono ritmi tipici del tracciato sino a quando il soggetto non si addormenta. Quando succede, il tracciato elettroencefalografico rallenta ulteriormente ed aumenta la quantità di onde lente (onde Theta). Nel sonno profondo queste onde sono ancora più lente (onde Delta). Quando si dorme o quando viene indotta un’anestesia si attua una sincronizzazione profonda del ritmo cerebrale. Nello stato di veglia il cervello deve svolgere tutta una serie di funzioni mentali/cognitive che si realizzano attraverso l’attività di gruppi diversi di neuroni che fanno cose diverse, si ha quindi un’attività desincronizzata, o non così sincronizzata come negli altri stati. Durante lo svolgimento di compiti cognitivi si registrano onde di tipo Beta e Gamma (che hanno una frequenza molto alta, circa 30-40 Hz). Di solito le onde Gamma caratterizzano il carico cognitivo e si registrano quando il soggetto sta facendo uno sforzo mentale. Quello che viene studiato durante la veglia è la distribuzione dei vari ritmi in varie regioni del cervello e il modo in cui queste regioni cooperano durante lo svolgimento di un compito.

Il fatto che l’attività di veglia sia casuale fa sì che si possa estrapolare da essa un segnale preciso e specifico che compare sempre nello stesso momento temporale. Se facciamo svolgere a un soggetto un compito molto semplice consistente nell’osservazione di un display sul quale viene mostrato ogni 200 millesimi di secondo un reticolo (una serie di barre bianche e nere) e allo stesso tempo se ne esegue l’elettroencefalogramma, per capire cosa succede nella corteccia visiva prenderemo il tracciato elettroencefalografico e ritaglieremo tutti i pezzettini dello stesso in modo da farli corrispondere al momento in cui il soggetto ha visto lo stimolo. Quando lo sperimentatore invia lo stimolo, all’attività casuale si aggiungerà la risposta del cervello allo stimolo stesso, sarà quindi possibile estrapolarla attraverso la tecnica dell’averaging, fare la media: si prendono tutti i pezzettini del tracciato facendo corrispondere il tempo “0” a quando lo sperimentatore ha mandato lo stimolo e si fa la media di tutti gli stimoli. Facendo questo l’attività casuale sparisce, mentre la risposta allo stimolo che lo sperimentatore ha inviato al tempo “0” sarà sempre presente in tutti i pezzettini allo stesso momento temporale, sempre uguale a sé stessa. Con i potenziali evocati, quindi, si estrapola l’attività evocata da un certo stimolo e questa attività rifletterà i processi cognitivi che si stanno svolgendo per elaborare lo stimolo che ho inviato, così da poter studiare cosa succede nel cervello mentre lo elabora. Con i potenziali evocati si possono studiare tutti i processi cognitivi, fino all’elaborazione cognitiva stessa.

I potenziali evocati vengono classificati in base alle loro caratteristiche. Un potenziale evocato si caratterizza per una certa ampiezza misurabile in microvolt. Questi si classificano in base alla polarità, ovvero in base al fatto di essere delle variazioni positive o negative. Tipicamente, i potenziali evocati vengono classificati con una lettera -che corrisponde alla polarità (deflessione positiva o negativa)- e un numero –che indica la latenza (dopo quanti millesimi di secondo compare il segnale rispetto alla presentazione dello stimolo)-. I potenziali evocati si classificano e vengono utilizzati in funzione di una loro particolare caratteristica: riflettono molto bene, step-by-step, il gradiente temporale dell’elaborazione:

• I potenziali evocati più precoci, che hanno latenze più brevi, corrispondono all’elaborazione sensoriale dello stimolo e sono modalità-specifici, poiché corrispondono all’elaborazione sensoriale a partire dall’inizio.