Riassunto esame di Psicologia Generale, prof Bosco, libro consigliato Metodo della Scienza Cognitiva, Bara

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

METODO DELLA SCIENZA COGNITIVA – B. BARA

Capitolo 1/2

Cos’è la scienza cognitiva? Insieme delle discipline che studiano la mente umana.

L’ottagono cognitivo è composto da antropologia, educazione, filosofia, intelligenza

artificiale, linguistica, neuroscienza, psicologia e psicopatologia. La scienza cognitiva

ha quindi un approccio multidisciplinare.

I suoi argomenti sono quelli su cui l’umanità si interroga da millenni: natura della

conoscenza, il rapporto mente-corpo, come emozioni e cognizioni interagiscono ecc.

Questi argomenti sono stati precedentemente trattati in filosofia, con diversi

strumenti.

Contributi della filosofia alla scienza cognitiva:

Platone fu il primo ad afferrare l’importanza centrale della conoscenza nella psiche umana, Hume

e Kant anticiparono i temi dell’attuale dibattito sulla percezione e Aristotele diede molta

importanza al pensiero formale.

Renè Descartes: Divisione tra rex cogitans e rex estensa, uomo come macchina

idraulica=permette di studiarlo con mezzi empirici. Elaborazione del metodo basato

sul dubbio sistematico: eliminare ogni cosa su cui non si può essere certi; se si è

capaci di dubitare si è capaci di pensare: cogito ergo sum, penso dunque sono,

l’unica certezza che si possiede. Nella mente idee riferite a cose immutabili ed

eterne hanno posto privilegiato. Il corpo è sempre sotto il controllo della mente, è

macchina, scomponibile in parti al contrario della mente che è un’entità unica.

Cartesio è moderno perché ipotizza la possibilità di costruire un automa per studiare

l’uomo; inoltre anticipa i principali temi su cui la scienza cognitiva centra le proprie

ricerche.

La Mettrie: riprende idea cartesiana di studiare l’uomo come una macchina:

L’homme machine→fornire un modello di uomo in cui vi siano comprese le regole

sul suo funzionamento; il riduzionismo meccanicista di cui è vittima lo porta a

postulare solo la proprietà del movimento come essenziale per spiegare come

l’uomo pensi, senta e agisca. Vi è una correlazione fra stati psichici e stati corporei,

quindi eventi psichici sono il risultato delle funzioni cerebrali. La Mettrie applica il

metodo cartesiano anche alla mente.

La rivoluzione francese incoraggia questi studi e definisce corpo e mente come

indagabili, non sacri e inviolabili.

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

Contributi della cibernetica: essa si pone antecedente sia a scienza cognitiva che a

intelligenza artificiale. Estende l’uso dei calcolatori ad ambiti lontani dalle

applicazioni tradizionali dell’informatica. I suoi precursori:

Nel settecento, il lavoro di De Prony per compilare le tavole logaritmiche e

trigonometriche: sistema ideato corrispondeva a una macchina da calcolo, anche se

non consisteva di parti fisiche. La macchina era costituita da uomini addetti a diverse

mansioni, dal cui lavoro globale nasceva il prodotto della macchina. Il lavoro

compiuto da un solo cervello non sarebbe stato possibile, ma diviso in livelli di

difficoltà e tra più persone si. Prony scompone un calcolo complesso in più semplici.

Già Pascal aveva realizzato una macchina per addizionare e Leibniz, con la sua

macchina per moltiplicare, parlando di calcoli semplici.

La macchina analitica di Charles Babbage: la macchina è programmabile: attività

non è limitata solo alla manipolazione di cifre. Ogni serie di operazioni era governata

da un programma perforato su schede; cambiando programma, macchina eseguiva

compiti diversi. Da macchine che eseguono un compito a macchine generali. (+ la

collaboratrice, Ada Lovelace, fu la prima a distinguere tra hardware e software.)

Le leggi del pensiero di George Boole: An investigation of the laws of thought, i suoi

obiettivi erano “indagare le leggi fondamentali delle operazioni della mente con le

cui si ragiona, dar loro espressione nel linguaggio simbolico di un calcolo e ricavare

da tali elementi indicazioni su natura e costituzione della mente umana.” Causa una

svolta nella logica dell’ottocento; il criterio di verità logica si sposta dai significati alle

relazioni e alle regole astratte che vanno seguite, la sintassi è privilegiata rispetto

alla semantica. Obiettivo a lungo termine è definire le leggi che governano la mente

umana, dimostrando che la sua logica è la stessa utilizzata dagli esseri umani quando

pensano. Apre la strada alla logica formale.

Norbert Wiener: struttura un gruppo di discussione informale sulla metodologia

scientifica, poi organizza il primo convegno di cibernetica a Princeton dal quale

emerse che fra ricercatori di campi diversi esisteva una base di idee comune,

organizzata intorno al concetto di retroazione. In Cybernetics spiega come la nuova

scienza nascesse sulla base di una consapevolezza riguardo l’unitarietà dei problemi

sulla comunicazione e il controllo, sia nelle macchine e negli esseri viventi.

I primi risultati della cibernetica sono legati all’aereonautica militare: studiare il

modo di prevedere la traiettoria futura dell’aereo per colpirlo con esattezza.

Si ha un parziale insuccesso; i cibernetici allora si concentrano sull’evidenziare il

concetto di feedback: ogni volta che si vuole effettuare un movimento seguendo un

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

determinato modello, la differenza tra modello e lo svolgersi del movimento è

adoperata come segnale che regola il movimento, per mantenerlo più vicino a

quello del modello. Il più semplice modello è quello del termostato. Il feedback è

negativo quando stabilizza la situazione intorno al punto desiderato (vi sono molti

esempi in neurofisiologia: il comportamento riduce la discrepanza tra stato iniziale e

stato meta), positivo quando amplia le oscillazioni del sistema e può portare a uno

sbilanciamento del sistema.

Il sistema uomo sopravvive grazie a circuiti retroattivi fisiologici e neurali, che

garantiscono il mantenimento dell’omeostasi, ovvero lo stato ideale del sistema.

Con il concetto di feedback possiamo parlare di scopo, non solo per esseri viventi ma

anche per le macchine, se queste hanno la possibilità di controllare e modificare il

comportamento durante l’esecuzione. La differenza rimane che il fine della

macchina è imposto dall’esterno, perché le macchine si comportano come se

avessero intenzionalità propria, ma l’unica intenzionalità effettiva è quella

dell’utente umano della macchina. Comunque le macchine mostrano

comportamento diretto a uno scopo.

La teoria dell’informazione: Shannon e Weaver elaborano una teoria matematica

dell’informazione. Primo problema: misurare quantitativamente l’informazione

→concetto di quantità massima di informazione trasmissibile attraverso un canale

dato. Parliamo di quantità e non qualità, il significato del messaggio non è

misurabile e non appartiene al dominio della teoria matematica della

comunicazione. Perché ci sia informazione ci deve essere una variazione del segnale:

es, presenza e assenza.

Unità di informazione=bit/binary unit. Un bit è la quantità di info necessaria a

disciminare tra due alternative equiprobabili; per 4 alternative, servirebbero 2 bit

perché ogni bit riduce le alternative della metà. I: informazione trasmessa.

I=log2(n. delle alternative)→il contenuto informativo del messaggio corrisponde al

logaritmo in base 2 del numero di alternative possibili. La probabilità p è

inversamente proporzionale al numero delle alternative: I=log2 p(m), che vuol dire

che la quantità di info contenuta in un messaggio è misurata dal logaritmo negativo

in base 2 della probabilità del messaggio stesso.

Il valore informativo varia da messaggio a messaggio ma in uno stesso messaggio il

valore di ciascun componente non è equivalente ma è legato alla novità. Shannon fa

ricordo alla teoria della probabilità per calcolare il diverso valore delle parti; tale

approccio ha il concetto di entropia, che esprime la quantità di disordine in un

sistema dato. Un messaggio prevedibile e ordinato avrà un’entropia minore di un

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

messaggio imprevedibile e sconnesso; un messaggio contiene più informazione

quanto più è improbabile, ovvero ha più novità per il ricevente.

Ricerche cibernetiche in campo neurologico: Mcculloch e Pitts dimostrano che

qualunque funzione computabile può essere realizzata da una rete di neuroni ideali;

il problema consiste nel trovare un principio di autorganizzazione della rete, che

permetta alla rete di risolvere problemi prototipici; principio che potrebbe costituire

la base di un apprendimento basato sul singolo neurone (parlando di un neurone

ipersemplificato)

Hebb→ prima teoria neurologica dell’apprendimento: l’ipotesi del raggruppamento

cellulare permette di stabilire una connessione tra organizzazione neurale e concetti

psicologici. Gruppi di neuroni ideali creano un raggruppamento, in cui circola

l’informazione; il suo costituirsi rappresenta un apprendimento e il circolare dell’info

la memoria. Una particolare sequenza di raggruppamenti spiega sequenze

comportamentali complesse.

Difficoltà: i cibernetici dispersero il loro sapere in aree molto diverse tra loro;

impatto importante su scienze formali, meno definibile su quelle umane.

L’approccio è ancora valido per le scienze umane?

1. Concettualizzare la comunicazione in base ai principi di entropia e teoria

dell’informazioni non è applicabile in scienza cognitiva, perché la

comunicazione umana si base sulla qualità, sui contenuti. Messaggio può

avere alto valore quantitativo ma non qualitativo.

2. Non è sufficiente misurare il grado di probabilità di un info in entrata, anche

se può costituire un dato rilevante; è cruciale la valutazione di quanto l’info

sia significativa per il sistema.

Omeostasi e autoperturbazione: concetto di omeostasi assume che il sistema sia

separabile dall’ambiente, ma l’uomo è un sistema complesso che interagisce in

continuazione con l’ambiente, che non è fonte diretta di stimoli, la costruzione

interna che il sistema si fa sull’ambiente lo è. Si tratta di un equilibrio dinamico. La

mente omeostatica di Wiener è passiva, mentre nell’uomo la mente costruisce

attivamente il suo mondo.

Ceccato→tenta analisi delle attività cognitive attraverso un analisi delle operazioni mentali

elementari.

Von Foerster→tenta di porre l’osservatore del campo di azione del sistema.

Non si possono usare gli strumenti della cibernetica per analizzare la comunicazione

umana; essa cerca di trovare leggi universali per tutti i domini, ma la scienza

cognitiva si indirizza verso il complesso e il particolare.

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

Contributi della psicologia:

I contributi della psicologia alla scienza cognitiva sono stati continuativi nel tempo.

Unità TOTE: Miller, Galanter e Pribram scrivono Plans and structure of the behavior,

che prepara la svolta computazionale della psicologia. Per loro il comportamento è

un processo organizzato a più livelli, che vanno tutti indagati prima di dire che si è

compreso il significato di tal comportamento. Il piano di un comportamento è un

processo gerarchico che controlla l’ordine in cui una sequenza di operazione va

eseguita. Un piano è per l’organismo ciò che un programma è per il calcolatore.

Bisogna distinguere nella gerarchia le unità molari(strategie) dalle unità molecolari

(tattiche) Per eseguire un piano l’organismo deve controllare la sequenza di

operazioni che va compiuta. Infine vi è l’immagine, conoscenza accumulata che

organismo ha su di sé e sul mondo.

L’unità elementare del comportamento è la TOTE (test-operate-test-exit), un

circuito a feedback. T:chiedersi se lo stato di cose in esame è ottimale. Se no,

O:organismo effettua un azione per diminuire differenza tra stato attuale e meta

finale. T:si chiede se stato è ottimale e opera finchè risposta non è positiva e E:esce,

arresta l’azione.

L’importanza non sta nel modello, molto semplicistico, ma nei riflessi metodologici

che tale unità di analisi ha provocato. È infatti traducibile su un programma,

andando sulla strada della simulazione .

Concetti e categorie: lavori di Bruner sulla percezione= importanza dell’aspettativa

individuale rispetto alle caratteristiche oggettive. ES moneta da un dollaro.

A study of thinking per teorizzare sui processi di pensiero basandosi su ricerche

sperimentali. Studio del processo di comprensione di concetti, come si applichino le

strategia per apprenderne di nuovi.

Confuta l’approccio che vedeva l’apprendimento come un processo di calcolo; si

parte dall’intuizione che un insieme di caratteristiche forma un concetto e si cerca di

scomporlo. Comprendere un concetto implica una catena di decisioni, di cui le prime

influenzano i gradi di libertà per le successive. Lo psicologo deve portare alla luce le

decisioni e cercare ciò che possa fornire una base per comprendere i procedimenti

che permettono a un soggetto di comprendere un concetto. Tali strategie hanno

come scopo:

1. Assicurare che il concetto sia raggiunto con numero minimo di incontri

2. Che il concetto sia raggiunto con alto grado di certezza

3. Ridurre la minimo lo sforzo per processi di inferenza e memoria

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

4. Ridurre al minimo il n. di categorizzazioni sbagliate prima di raggiungerlo

Il merito di Bruner sta nell’aver mostrato che le strategie per il conseguimento dei

concetti possono essere isolate e descritte. I suoi concetti sono quelli definiti da

condizioni necessarie e sufficienti. VEDI NOTES SU CONCETTI PER QUESTA PARTE.

Rosch→prototipi, critica di Fodor: produttività dei concetti persona che può

possederne un numero infinito, sistematicità indica insieme di proprietà di cui essi

godono. A spiegare queste due caratteristiche è composizionabilità: concetti

complessi ereditano il loro contenuto da quello dei loro costituenti; se i concetti

sono composizionali non possono essere prototipici.

Uomo come elaboratore di informazioni: uomo è struttura per codificare info

provenienti dal mondo esterno, elaborarle all’interno e trasmetterle all’esterno.

Metafora computazionale, anche se realizzazione è su base biologica. Human

Information Processing. Ciò permette alla scienza cognitiva di affermarsi in

psicologia. Ha dei punti deboli:

1. Reificazione del concetto di informazione: in un sistema artificiale si può

misurare l’informazione. Nel vivente è cruciale non l’info ma come il sistema si

pone in confronto ad essa. Adottare input e output come equivalenti a

percezione e azione è fuorviante. In natura l’info non arriva in spezzoni

organizzati, sono gli organismi che costruiscono l’info utile discriminando e

interagendo. L’uomo costruisce il suo modello del mondo e mantiene un

equilibrio con l’ambiente.

2. Considerare l’attività mentale come manipolazione di simboli: la simulazione

cognitiva è fatta attraverso un calcolatore che manipola simboli, ma non vi

sono corrispondenti a questi simboli nella mente umana. Noi vediamo

immagini, pensiamo parole, ma non esistono nella mente come simboli.

La mente non possiede caratteristiche fisiche, non ci sono immagini o modelli,

vi sono neuroni e molecole; i concetti sono mutati dei loro corrispondenti

neuronali che non hanno similarità fisica con i concetti corrispondenti.

Nella mente non è tutto riconducibile a simbolo, alcune entità non sono

riportabili, come le emozioni. I calcolatori non possono rappresentare né

simulare tali strutture.

Nascita della scienza cognitiva:

Primo numero del giornale di Cognitive Science. Prima conferenza della Cognitive

Science Society permette agli studiosi di riunirsi in una comunità. Velocemente

diviene un nuovo paradigma scientifico. Kuhn ne evidenzia il carattere di svolta

rivoluzionaria, che ridefinisce gli obiettivi e porta innovazione metodologica. Il

Lucia Cavagnino – riassunto Metodo della Scienza Cognitiva

paradigma incontra poca resistenza nell’affermarsi; la psicologia doveva essere

quella più minacciata ma era da anni in una situazione di stallo tra paradigmi

inconciliabili. La scienza cognitiva utilizzava il calcolatore come strumento, con

metodologia simulativa, che permetteva a ciascuna disciplina di correlarsi con le

altre.

Sviluppo della scienza cognitiva: fattori che facilitarono lo sviluppo di tale scienza:

l’invenzione del personal computer, che prevedeva che ogni utente avesse il proprio

calcolatore, invece di usare un terminale di una macchina più grande e potente

evitando il problema della comunicazione tra centro e periferia. Inoltre i progressi

tecnici dell’informatica, per aumentare la potenza e ridurre i costi dei calcolatori.

La svolta delle neuroscienze: risultati e progressi significativi sono stati prodotti

dagli studiosi del cervello: non più analizzare deficit alle funzioni dopo la morte, ma

studiare funzioni cerebrali via metodi non invasivi, come fMRI. Si stabilisce il

collegamento tra funzione mentale e substrato biologico. Va a modificarsi la

metafora, da computazionale a quella organo/funzione, dove il funzionamento della

mente dipende dall’organo che la sottende, ovvero il cervello, che è troppo unico

per poter essere assimilato a un computer.

Nuovi obiettivi: scienza cognitiva riprende tradizionali obiettivi di filosofia e

psi