Regolazione dei processi cognitivi e metacognitivi

Metodi in psicologia cognitiva e neuroscienze:

metodi utilizzati nella psicologia sperimentale: Si possono raggruppare in 3 grandi categorie:

- COMPORTAMENTALI: registrazione di un comportamento manifesto del soggetto (tempi di

reazione, accuratezza delle risposte, test cognitivi), possono essere OGGETTIVI (registrare

in modo oggettivo la prestazione del soggetto, come nel caso di quelli appena elencati e

SOGGETTIVI che consistono in questionari di autovalutazione, registrano un

comportamento del soggetto ma tramite la valutazione che il soggetto fa di sé stesso. I

metodi soggettivi subiscono molte più distorsioni, e quindi devono essere interpretati con

maggiore cautela: ad esempio possiamo chiedere ad una persona di valutare la propria

memoria, per sapere come funziona la memoria nel quotidiano del soggetto, questi

vengono affiancati da quelli oggettivi, e viene notato come ci sia molto scarto tra le due

misure, ad esempio i soggetti valutano le prestazioni peggiori rispetto a quello che in realtà

sono (specialmente molta differenza tra soggetti giovani/anziani, probabilmente i soggetti

anziani o con diverse patologie tendono a sottostimare la propria prestazione per le

credenze culturali e sociali implicite). Mentre un limite dei metodi oggettivi è la poca

validità ecologica. Consentono di osservare e studiare i processi OVERT, comportamenti

che posso osservare. Dietro al comportamento osservabile ci sono una serie di processi

cognitivi impliciti, COVERT, ad esempio quando faccio fare compito di studio e

riconoscimento del volto, ciò che ha portato al riconoscimento è una serie di processi

complessi, non manifesti (elaborazione visiva primaria, secondaria). Come posso studiare i

processi covert? Tramite i metodi elettrofisiologici e quelli di neuroimmagine. Per quanto

riguarda i metodi oggettivi abbiamo 4 tipi di risposta: FALSI ALLARMI, quando classifica

come old un volto che era new, MISS, errori per le risposte old, classifica come new; HITS,

sono i successi, e poi abbiamo le CORRECT REACTION, risposta giusta. I tempi di reazione

sono il tempo che intercorre tra la presentazione dello stimolo e la risposta (cronimetria), si

possono avere delle informazioni riguardo al tempo di elaborazione da parte dei sistemi

cognitivi.

Donders presentava 3 condizioni sperimentali. METODO SOTTRATTIVO

- Compito di detezione del segnale. Il soggetto deve premere un tasto tutte le volte che

compare uno stimolo. Lo stimolo semplice può essere un flash di luce ad esempio, e si

registra il tempo di reazione

- Al soggetto vengono presentati due stimoli: flash di luce rossa, o verde e deve rispondere

solo quando compare quella verde. Questa situazione è più complessa, deve modulare la

risposta in base al colore. Si osserva un aumento dei tempi di reazione, proprio per

l’operazione mentale in più, di riconoscere il colore della luce. Se da questo tempo,

sottraggo il tempo di reazione semplice, questo gap è il tempo che il sistema cognitivo

impiega per riconoscere un colore.

- La terza condizione introdotta è ancora più complessa, nella quale mostra luce di due

colori, e devono rispondere con la mano destra ad una luce e con l’altra all’altra luce.

Abbiamo un tempo ulteriore, legato alla scelta della mano da usare per rispondere. In

questo caso di tempi di reazione complessi, abbiamo 2 operazioni cognitive. Sottraendo da

questi tempi di reazione il tempo di reazione relativo solo alla scelta del colore, ottengo il

gap motorio.

Con questo metodo sottrattivo possiamo avere un’idea dei diversi tempi di reazione sui sistemi

percettivi.

Per quanto riguarda i METODI SOGGETTIVI, si utilizzano resoconti verbali e questionari di

autovalutazione. Chiedono al soggetto di riferire su sé stesso. Sono utilizzati nella valutazione degli

stati affettivi ed emotivi dei soggetti, o nei tratti della patologia. Sono molto soggetti a distorsioni,

e sono meno accurate di quelli oggettivi. Nelle scienze cognitive vengono utilizzati come resoconti

ad esempio per gli aspetti METACOGNITIVI, è l’insieme delle strategie che il soggetto utilizza per

regolare il pensiero nella risoluzione di un problema, messa in atto di strategie del sistema

cognitivo. Consiste in una sorta di analisi introspettiva. Un altro ambito in cui si usano i questionari

quando si studiano le funzioni cognitive nella vita di tutti i giorni. Si basano principalmente sulla

frequenza, in un lasso di tempo definito (ad es: nelle ultime 4 sett quante volte hai dimenticato le

chiavi..). altre situazioni di studio possono essere le differenze individuali. Le differenze studiate

sono ad esempio legate allo stile cognitivo sulla preferenza verbale o visiva. Si utilizzano per

studiare i diversi stati psicologici o per le tipologie (mattutini o serotini ad esempio).

- ELETTROFISIOLOGICI​ : mi consentono di vedere cosa succede a livello di attivazione

neurofunzionale mentre il soggetto elabora l’informazione. Elettrodi posti sulla superficie

del corpo consentono di rilevare le differenze di potenziale più elettrico. I metodi

elettrofisiologici sono molto precisi nel registrare per decine di millesimi di secondo cosa

succede nel sistema. (esempio dell’attenzione). Hanno quindi molta risoluzione temporale

e scarsa spaziale. Si utilizzano per lo studio del sistema nervoso centrale, quindi ci

occuperemo di misure encefalografiche. I potenziali evocati possono essere anche

intracranici, registrazione che viene fatta in pz neurologici, gli elettrodi sono impiantati

all’interno della corteccia. I PE sono una misura dell’attività cerebrale in risposta ad uno

stimolo presentato dallo sperimentatore, riflette l’elaborazione dello stimolo. Questa

attività evocata si registra estraendola dall’EEG. L’EEG misurazione delle variazioni di

potenziale elettrico. (cuffia su cui sono collegati degli elettrodi, che tipicamente hanno

ciascuno un nome). Sulla cuffia ci sono delle sigle che rispondono ad una certa posizione.

Gli elettrodi sulla sinistra: dispari, sulla destra: pari. E quelli sulla linea mediana dalla lettera

Z. sono suddivisi per fasce, che caratterizzano le diverse aree. Quelli anteriori: F; Parietali: P

e così via. Le variazioni del potenziale bioelettrico del cervello nello stato di veglia hanno

un’attività desincronizzata (GAMMA, 30-90 Hz/BETA 14/30 Hz). Dall’EEG si rileva

quest’attività in cui ogni neurone fa la sua musica, quando chiudiamo gli occhi i neuroni si

sincronizzano su uno stesso ritmo. RITMO ALPHA (8/14 Hz), caratterizza la veglia rilassata,

maggiore nelle regioni posteriori. Da questo stato si passa all’addormentamento abbiamo

una serie di fenomeni per arrivare ad un rallentamento del tracciato encefalografico,

aumentano le onde Theta (4/8 Hz), nel sonno profondo onde delta, (0,5/4 HZ), in cui

abbiamo una sincronizzazione profonda del ritmo. Durante la veglia viene studiato come

nelle diverse regioni si distribuiscono i diversi ritmi, e come le aree e questi ritmi

cooperano e si microsincronizzano nello svolgimento di un compito. Questo può essere

utile per lo studio della connettività cerebrale. L’attività dell’EEG durante la veglia viene

definita come casuale, e questo fa si che si possa estrapolare da essa un segnale preciso e

specifico che compare nello stesso momento temporale. Pensiamo di fare eseguire un

compito al soggetto, con l’EEG, il sogg osserva un pc sul quale viene mandato ogni 200 ms

un reticolo. Il sistema manda anche un segnale quando il soggetto ha visto lo stimolo.

Stimolo visivo: corteccia occipitale. Prendiamo il tracciato e ritagliamo tutti i pezzi in modo

da far corrispondere tutte le S (tutti i pezzi di quando il soggetto ha visto lo stimolo).

Quando mando lo stimolo dentro l’attività casuale ci deve essere la risposta allo stimolo, e

quindi lo estraggo tramite l’averaging, faccio la media, e vedo che l’attività che è casuale

sparisce, mentre la risposta allo stimolo è sempre presente allo stesso momento

temporale, e in questo modo emerge l’attività evocata. Questa attività riflette i processi

cognitivi che lavorano per lo stimolo che lo sperimentatore presenta.

TECNICA DELL’AVERAGING: da To a T1 ho il tracciato, prima abbiamo un’attività che corrisponde

all’elaborazione percettiva dello stimolo, successivamente potenziali dell’attenzione, poi dei PE

che corrispondono al sistema cognitivo, e dei PE che per esempio possono registrare i sistemi

sottostanti alla preparazione motoria. Dall’elaborazione fisica a quella più cognitiva. Facendo la

media viene annullata l’attività restante.

I PE vengono classificati in base alle loro caratteristiche, un PE si caratterizza per una certa

ampiezza​ , la differenza di potenziale può essere più o meno grande, si misura in microvolt. In base

​

alla polarità​ , possono essere variazioni positive o negative. N75, è una componente negativa, e il

​

75 indica la latenza​ , un’altra componente. P100, indica una deflessione positiva a 100 ms. i PE si

classificano in base al gradiente temporale. I pe che hanno latenze brevi, corrispondono

all’elaborazione sensoriale dello stimolo, e sono modalità-specifici. Avremo i VEP, potenziali

evocati visivi, entro i 100. Andando avanti, abbiamo i potenziali evocati cognitivi, che compaiono a

200 e riflettono l’elaborazione di natura cognitiva dello stimolo (attenzione ad esempio, che

prescinde dalla modalità sensoriale). ​

CLASSIFICAZIONE IN BASE ALLA LATENZA: i VEP ad esempio da 0-50 msec​ : trasmissione

sottocorticale, per quanto riguarda il visivo possiamo vedere poco, a differenza dell’uditivo.

50-150 msec​ : La P100 corrisponde all’elaborazione sensoriale dello stimolo visivo. Sono

componenti esogene, modulate dalle caratteristiche fisico sensoriali dello stimolo stesso.

L’ampiezza riflette le caratteristiche fisiche dello stimolo. In base alla luminanza abbiamo diverse

ampiezze.

Oltre 150/200 msec: elaborazione secondaria cognitiva (strutture corticali), componenti

endogene. Fenomeni a cavallo tra elaborazione sensoriale e quella cognitiva. Da 200 ms abbiamo i

processi attentivi.

Componenti dei PE e processi cognitivi:

​ ​

50-100 ms, elaborazione fisica. P100, tanto più è alta tanto più il contrasto sarà elevato. Presente

nelle regioni occipitali (corteccia visiva primaria). N100, seguita da una P100, e N200: PATTERN DI

RISPOSTA A UNA STIMOLAZIONE UDITIVA.

N200​ , deflessioni negative più ampie nelle regioni anteriori, che corrispondono ai primi processi

attentivi e all’inibizione. ​

A livello delle regioni posteriori abbiamo la N170, componente evocata dalle facce,

(temporo-occipitale regioni con maggiori ampiezze, nel giro fusiforme, area importante per il

pattern di quando si deve ricostruire il volto). CARATTERISTICHE STRUTTURALI DEL VOLTO, fine

dell’elaborazione primaria e inizio dell’elaborazione secondaria (matching). Analisi che avviene sul

pattern di caratteristiche. Ha le sue massime ampiezze in T5 e T6, in corrispondenza del giro

fusiforme. Questa componente è presente, anche se più tardiva in qualsiasi oggetto, (200 msec),

mentre la N170 è proprio specie specifica. Ecco perché è anche più precoce. È stata studiata molto

proprio per capire come il sistema elabora il volto. L’ampiezza della curva è maggiore per un volto

invertito, rispetto alla posizione canonica, volto dritto. Sensibile all’inversione, e l’ampiezza ci dice

quanto è difficile fare l’elaborazione strutturale. Sono stati fatti esperimenti anche sull’inversione

delle singole componenti del volto. Questa componente viene modulata dalle componenti del

volto stesso, ma studi recenti mostrano come viene modulata da caratteristiche affettive-emotive

del volto, soprattutto maggiore ampiezza per le espressioni negative, perché implicano una

maggiore analisi. Anche la P100 è MODULATA DAL CONTENUTO EMOTIVO DEGLI STIMOLI, quindi

quella di volti emotivi tende ad essere più ampia rispetto a volti non emotivi.

Un'altra famiglia molto importante: componenti anteriori, a livello frontale e centro-frontali:

riflettono la prima allocazione di attenzione allo stimolo, modulate dall’attenzione che prestiamo

allo stimolo, coincidono con quelli che sono PROCESSI ESECUTIVI. Le cortecce prefrontali

modulano e regolano tutti il processing cognitivo. E tra tutti i processi ci sono anche quelli di

inibizione del comportamento. Questi processi vengono studiato con paradigmi GO NO-GO,

questo di solito viene reso più difficile manipolando la frequenza degli stimoli. (80 % lettera A (go)

e 20% lettera B (no go), si deve rispondere alla A e non alla B, non rispondere ad uno stimolo raro

per il sistema è difficile, tanto più si automatizza tanto più è difficile inibirlo, per la lettera B ho una

componente N200 maggiormente ampia rispetto ad A. questo perché riflette l’inibizione attiva del

comportamento. Questa componente riguarda anche il MONITORAGGIO DEL CONFLITTO, ci sono

due stimoli che competono per avere una risposta. In generale nell’attenzione è sempre presente,

nel caso di compito go no go è ancora maggiore l’ampiezza, soprattutto se no go è raro.

P300​ : componente correlata alle attività cognitive, a seconda della sua collocazione riflette

attenzione automatica o volontaria. Collegata anche alla memoria a breve termine. È stata quella

più studiata (Donchin) , riflette in generale i processi di attenzione volontaria. Per studiarla in

purezza, viene utilizzato il COMPITO ODDBALL, che consiste in un compito di discriminazione

visivo/uditivo. Presento stimoli frequenti e rari e vado a vedere come viene modulata dal fatto di

essere stimoli rari o no. È endogena, riflette i processi interni dell’organismo. Nel compito

presento due stimoli, l’80% la lettera A (standard e frequente) e il 20% B (target e raro). può

essere un compito attivo o passivo. Per lo stimolo target notiamo una forma d’onda ampia,

positiva, a livello parietale. L’ampiezza viene modulata dalla frequenza dello stimolo. Quando la

percentuale è bassa, l’ampiezza aumenta. La P300 B è quella per l’attenzione volontaria. Possiamo

inserire anche un’altra variabile, Y (infrequente e nuovo), questo stimolo Y, elicita una P300A,

attivazione anteriore-frontale, distribuzione più anteriore, e più precoce. Questa riflette

elaborazione dello stimolo nuovo, quindi attenzione automatica. P3b per working memory,

categorizzazione dello stimolo e allocazione dell’attenzione volontaria.

N400​ , riflette l’elaborazione semantica, degli stimoli in generale. Utilizzata per capire come

funziona l’elaborazione del significato degli stimoli. Deflessione negativa, con prevalenza

fronto-centrale. Marta Kutas ha formulato un esperimento per vedere come il nostro sistema

coglie l’incongruenza di significato. 7 parole che compongono una frase, registrato EEG, e i PE

erano divisi per le singole parole. Le frasi potevano essere congruenti, incongruenti per il

significato per l’ultima parola, o incongruenza legata alla forma della parola. Nel caso in cui

l’ultima parola sia incongruente per il significato, osservano che alla comparsa della parola il

sistema elicita una componente negativa a 400 msec. Vale anche per le altre modalità sensoriali.

P600​ , componenti correlate ai compiti di memoria, memorizzazione e recupero dell’informazione.

Con gli anni sono state delineate in modo molto preciso. 2 aspetti importanti: CODIFICA E

RECUPERO DELL’INFORMAZIONE. Nella fase di test si chiede di rievocare tutte le parole che si

ricorda, o un compito più semplice, di riconoscimento. Il compito di rievocazione implica una

maggior forza della traccia del ricordo. Attraverso i PE si possono studiare questi due aspetti.

Cosa succede nella codifica: i risultati sono più difficili da trovare. In fase di studio presento una

lista di parole e registro l’EEG, finita la fase di studio chiedo nel test di rievocare tutte le parole che

si ricorda di aver studiato (free recall, o cue recall: facilitazione con la prima lettera) e il soggetto

alcune parole se le ricorda, e altre no, prendo il tracciato EEG nella fase di studio. Divido le epoche

delle parole che si ricorda da quelle che non si ricorda. E compongo con queste due categorie:

codificate con successo e non due potenziali diversi. Lavoro di Paller: parole con successo hanno

una deflessione positiva a partire dai 400 fino ai 650 maggiore rispetto agli insuccessi. Questo

potenziale viene chiamato da lui P600, MA IN ALTRI LAVORI P300 DI MEMORIA. In anni recenti

questa componente viene chiamata o subsequent memory effect (SME) oppure DM effect

(difference do memory). Studi sulla codifica vanno a vedere che differenze ci sono quando

codifichiamo informazioni emotive o non emotive.

MEMORIA DI RICONOSCIMENTO: quando il sistema ripesca una traccia dalla memoria, PE legati

alla fase di studio. Nel recupero della memoria si utilizza il test stimoli old e new, e vedere le

differenze. Si osserva che gli ITS, classificati come old danno vita ad una componente positiva

ampia rispetto a quelli new. Quando recupero bene dalla memoria: deflessione positiva con

massima ampiezza regioni parietale, che corrisponde alla P600, oggi viene definita EFFETTO

OLD-NEW CENTRO PARIETALE. Ad oggi si studiano anche delle componenti legate alla memoria

diverse, ad esempio senso di familiarità (memoria di familiarità) o quando mi ricordo una cosa con

tutti i dettagli. Di tutti questi effetti è responsabile anche l’allocazione dell’attenzione (per questo

veniva chiamata anche p300).

​

NEUROIMMAGINE: ci dà un’indicazione dei processi non manifesti (come per i metodi

elettrofisiologici), sull’elaborazione cognitiva, alla base del comportamento. Scarsa risoluzione

temporale, ma maggiore risoluzione spaziale. Maggior interesse per capire quali strutture si

attivano.

- Tomografica computerizzata: struttura anatomica del cervello, che ha risoluzione spaziale

più bassa

- Risonanza magnetica<