Riassunto esame psicologia dei processi cognitivi, prof Curcio, libro consigliato Mente e cervello

Esame di psicologia dei processi cognitivi

Rappresentazioni mentali

Una rappresentazione è uno stato fisico che trasmette informazioni su un evento, un oggetto, una categoria o sulle sue caratteristiche. Una rappresentazione è una configurazione che sostituisce la realtà fornendo alcune informazioni su di essa e tralasciandone altre. Le rappresentazioni aiutano il pensiero umano, facilitano il ragionamento e guidano il comportamento, sono il processo di trasformazione delle informazioni percettive provenienti dal mondo esterno in dati di conoscenza.

I canali sensoriali elaborano gli input che ricevono dall’ambiente e producono elementi informazionali, che per essere elaborati dalla mente umana devono essere tradotti, questo significa che per l’organismo umano è necessario trasformare dati fisici, che vengono prodotti dalla costante stimolazione a cui sono sottoposti i recettori sensoriali, in dati mentali o cognitivi. Una rappresentazione possiede un formato e un contenuto, un disegno e una rappresentazione verbale sono formati diversi e il contenuto è il significato che portano due formati diversi. Linguaggio parlato e codice Morse sono due formati diversi che portano lo stesso contenuto.

Metodi di studio della cognizione

La psicologia cognitiva si avvale di diversi metodi di studio, ciascuno dei quali presenta dei difetti, quando i risultati ottenuti con metodologie diverse indicano tutti la stessa direzione, i punti deboli di un metodo vengono compensati dai punti di forza di un metodo diverso. Per questo, in psicologia cognitiva, le prove convergenti, ottenute da diversi risultati che implicano la stessa conclusione, sono alla base delle ricerche di successo.

Sono diversi i metodi che vengono utilizzati per il raggiungimento di due obiettivi generali: la dissociazione, ovvero stabilire che un’attività o variabile influenza la prestazione in un compito, e l’associazione che si verifica quando gli effetti di un’attività o variabile sono accompagnati da effetti su un compito diverso. Un metodo comportamentale misura direttamente il comportamento osservabile, tra le misure e i metodi comportamentali principali, usati in psicologia cognitiva, troviamo l’accuratezza, che offre una misura oggettiva dell’efficacia dell’elaborazione, ma porta con sé anche alcuni limiti, quali: l’effetto soffitto, dove non viene rilevata alcuna differenza a causa dell’eccessiva facilità del compito, e l’effetto pavimento, dove non si rilevano differenze per l’eccessiva difficoltà del compito, oppure lo scambio velocità-accuratezza, in cui aumentano gli errori con il diminuire del tempo di risposta. Il response time è una misura sensibile all’effetto di aspettativa sperimentale e agli effetti delle richieste del compito.

Negli ultimi decenni, sono stati sviluppati metodi correlazionali di neuroimaging, come EEG e ERP, utili per tracciare gli stadi del sonno e la risposta cerebrale alle novità, la MEG, utile per rilevare l’attività della corteccia uditiva, la PET l’attività nelle aree del linguaggio mentre i soggetti parlano, come la fMRI e l’imaging ottico. PET e fMRI sono i metodi maggiormente usati oggi, ai quali si aggiunge la MRI che mostra la struttura del cervello. Per stabilire le relazioni causali tra attivazione cerebrale e prestazione, i ricercatori si avvalgono anche dei metodi neurali causali, quali lo studio sui pazienti con lesioni cerebrali, la TMS che simula il danno cerebrale e l’utilizzo di farmaci che influenzano specifici sistemi cerebrali.

Le reti neurali

Le reti neurali sono modelli di calcolo matematico-informatici, basati sul funzionamento delle reti neurali biologiche, ovvero modelli costituiti da interconnessioni di informazioni. I modelli di reti neurali, detti anche modelli connessionisti, sono stati creati anche per superare i limiti dei modelli di elaborazione. Questi modelli tengono in considerazione proprietà fondamentali del funzionamento del cervello, si basano su gruppi di unità interconnesse, ognuna delle quali corrisponde a un neurone o a un gruppo di neuroni.

I modelli di reti neurali più semplici possiedono tre livelli di unità: il livello di input, che riceve stimoli dall’ambiente esterno, le unità di questo livello sono connesse alle unità del livello nascosto, che non ha un contatto diretto con l’ambiente, connesse a loro volta con il livello di output. Nei modelli più semplici ogni unità può essere accesa o spenta e alcune reti includono circoli di feedback. Le reti neurali utilizzano non solo il processo dell’elaborazione parallela, si basano sull’elaborazione parallela distribuita, in cui una rappresentazione non è una singola connessione, ma un pattern di connessioni. Le reti neurali sono capaci di apprendere e di generalizzare, possono essere addestrate e inoltre se danneggiate si degradano gradualmente.

In una rete neurale possono essere rimosse, anche se solo fino a un certo punto, unità e la rete funzionerà lo stesso. Le reti neurali sono infine utili alla comprensione della differenza tra un codice neurale e una rappresentazione mentale.

Processi top-down e bottom-up

Tutta la percezione è il risultato di processi bottom-up (dal basso verso l’alto) e top-down (dall’alto al basso). I processi bottom-up sono guidati dall’informazione sensoriale che proviene dal mondo esterno, i processi top-down cercano ed estraggono informazioni sensoriali e sono guidati dalla nostra conoscenza, esperienza e dalle nostre credenze, quasi tutti gli atti di percezione coinvolgono entrambe i processi. Le caratteristiche di un oggetto sono prima combinate in rappresentazioni, l’oggetto è in seguito combinato con le informazioni in memoria.

L’elaborazione top-down si basa sui processi cognitivi che coinvolgono attenzione e memoria, un’elaborazione guidata dai concetti, mentre l’analisi bottom-up si basa sullo stimolo esterno e sulle sue caratteristiche percettive, una modalità di elaborazione guidata dai dati. Le percezioni sono interpretazioni di quello che vediamo, rappresentazioni prodotte dall’interazione di processi bottom-up e top-down, la nostra percezione dipende dalla struttura biologica del cervello e dall’esperienza che ne modifica la struttura.

Modelli di riconoscimento visivo

Per comprendere il riconoscimento visivo è necessario spiegare due fenomeni: la dipendenza dal punto di vista e la distanza dal prototipo. La dipendenza dal punto di vista fa in modo che un oggetto possa essere osservato da diverse distanze e angolazioni, ognuna delle quali proietta un’immagine bidimensionale leggermente diversa sulla retina. La distanza dal prototipo rende conto del fatto che ogni categoria è composta da diversi possibili esemplari e rimanda al problema che l’input sensoriale contiene troppe informazioni.

La psicologia cognitiva propone diversi modelli su come, a partire dall’input sensoriale, si arriva al riconoscimento di un oggetto, tra i quali: il modello di confronto di template, il metodo migliore nel caso di stimoli unici, per il quale vengono riconosciuti oggetti simili allo standard, ma non se sono diversi per direzione e orientamento. Il modello di confronto delle caratteristiche prevede l’estrazione di caratteristiche rilevanti dall’immagine e la loro combinazione con caratteristiche conosciute degli oggetti.

Il modello di riconoscimento per componenti rappresenta la struttura tridimensionale degli oggetti, specificandone le parti e la loro relazione spaziale. I modelli configurazionali distinguono tra oggetti che condividono le parti di base e la loro struttura complessiva, codificando ogni esemplare sulla base di quanto si discosta dal prototipo. Numerose evidenze teoriche supportano la teoria configurazionale sul riconoscimento dei volti. La scoperta di un’area cerebrale specializzata per il riconoscimento dei volti ha portato all’ipotesi dell’expertise, che presuppone l’esistenza di un sistema neurale che si specializza sulla base dell’esperienza e che consente precise discriminazioni visive per gli oggetti dei quali siamo esperti, e i volti sono frutto dell’esperienza. È possibile che questo sistema neurale sia sito nel giro fusiforme, che negli ornitologi si attiva alla vista degli uccelli. Un’ipotesi contrastante sostiene invece il riconoscimento per via ventrale, la corteccia temporale ventrale potrebbe svolgere una funzione di riconoscimento generale, discriminando tra i diversi tipi di oggetti.

Attenzione selettiva

L’attenzione è il processo che in un dato momento potenzia l’elaborazione di alcune informazioni, mentre inibisce l’elaborazione di altre. L’attenzione selettiva è la capacità di selezionare una o più fonti della stimolazione interna o esterna in presenza di informazioni in competizione, ascoltiamo e comprendiamo quanto ci dice un amico, anche se nella stanza ci sono altre persone che parlano. La selezione può avvenire rispetto a: modalità sensoriale, posizione spaziale, caratteristiche particolari, un oggetto particolare, caratteristiche che appartengono a una specifica categoria, per ogni selezione esistono diversi modelli esplicativi e substrati neurali.

Secondo Broadbent, l’individuo sarebbe dotato di un filtro sensoriale che seleziona il messaggio principale e trattiene l’altro per elaborarlo successivamente, ipotesi che non è però in grado di spiegare il fenomeno del “cocktail party”. Treisman ha cercato di spiegare questo fenomeno elaborando un nuovo modello, definito modello dell’attenuazione, che prevede che il messaggio che viene elaborato è quello di intensità maggiore, gli altri messaggi presenti nell’ambiente non sono accantonati, ma solo attenuati.

Oggi la maggior parte degli studiosi ritiene che la selezione sia guidata da indici fisici, ma che comunque le informazioni irrilevanti possano essere elaborate, e che il fatto che gli stimoli non sempre interferiscono con il pensiero cosciente è spiegabile grazie a un meccanismo attivo di inibizione della risposta per l’informazione irrilevante e al fenomeno del priming negativo, dove le rappresentazioni delle informazioni irrilevanti sono segnalate come informazioni da ignorare, impedendo l’accesso al sistema della risposta, se successivamente diventano rilevanti è più difficile selezionare una risposta adeguata.

Teorie dell’attenzione

I vari modelli proposti per spiegare i meccanismi dell’attenzione si differenziano per il fatto che la selezione degli stimoli da elaborare sia precoce o tardiva. La teoria del filtro di Broadbent afferma che, quando due stimoli vengono presentati contemporaneamente, solo uno dei due stimoli può attraversare il filtro, l’altro può essere elaborato successivamente. Treisman sostiene che le singole caratteristiche dello stimolo vengono processate precocemente e in parallelo, senza dover ricorrere all’attenzione, il cui compito sarebbe quello di integrare tra loro, successivamente, le differenti caratteristiche.

Secondo la teoria del riflettore, l’attenzione spaziale porta selettivamente alla consapevolezza le informazioni comprese in una regione circoscritta dello spazio, mentre aumenta la probabilità che le informazioni all’esterno di quella regione siano ignorate, ma questa metafora, oltre un certo punto, non si rivela più adatta, una serie di esperimenti ha mostrato che l’attenzione può essere diretta verso un singolo oggetto, anche se sovrapposto ad un altro.

La teoria dell’integrazione delle caratteristiche si chiede quale ruolo giochi l’attenzione nella selezione e nell’integrazione di informazioni complesse, i compiti che si prestano meglio allo studio di questo problema, sono quelli di ricerca visiva, come le prove di ricerca disgiuntiva, dove il target differisce dai distrattori per una singola caratteristica, o prove di ricerca congiuntiva, dove il target è definito da una congiunzione di caratteristiche. La differenza tra ricerca congiuntiva e disgiuntiva è colta dalla teoria dell’integrazione delle caratteristiche, che suggerisce che l’attenzione funge come una sorta di collante per integrare caratteristiche non collegate tra loro, questa teoria è ulteriormente supportata da alcuni errori che si manifestano quando l’attenzione viene sovraccaricata o la selezione fallisce, come quando i soggetti sperimentali compiono congiunzioni illusorie.

I formati delle rappresentazioni

Un aspetto delle rappresentazioni è il contenuto, ovvero l’informazione che trasmette, un altro aspetto è il formato, che non si riferisce solo agli elementi che compongono una rappresentazione e a come vengono disposti, ma anche alle caratteristiche dei processi che operano su di loro per estrarre informazioni. Le rappresentazioni possono essere contraddistinte da una specifica modalità, ovvero possono basarsi su un sistema percettivo o motorio, oppure possono essere amodali, prive di fondamento percettivo o motorio.

Si possono distinguere rappresentazioni esterne, usate nella vita di tutti i giorni, e rappresentazioni interne, rappresentazioni del mondo che abbiamo nella nostra mente. Le rappresentazioni esterne si dividono in pittoriche e proposizionali, le prime mantengono la struttura percettiva del mondo rappresentato, sono quindi analogiche. Le rappresentazioni proposizionali invece non lo sono, un caso tipico è il linguaggio, in cui non vi è alcu...