Riassunto esame psicologia cognitiva, prof. Velardi, libro consigliato Velardi

Cap. I Approcci alla cognizione umana

Con il termine di «cognizione umana» si intende il processo di trattamento delle informazioni dal quale si ricavano conoscenze per svolgere attività. Esistono quattro approcci allo studio della «cognizione umana»:

Psicologia cognitiva sperimentale

Studia l’attività cognitiva umana osservando il comportamento di individui che eseguono vari compiti cognitivi in condizioni di laboratorio. Secondo questo approccio la mente è un elaboratore di informazioni attraverso due modalità:

• Bottom-up (dal basso verso l'alto): l’elaborazione è influenzata direttamente dallo stimolo in entrata ed è di tipo Seriale, ovvero si verifica solo un processo alla volta, il processo in corso deve essere completato prima di iniziare quello successivo.
• Top-down (dall'alto verso il basso): l’elaborazione è influenzata dall'individuo, dalle sue esperienze passate e dalle aspettative che si crea ed è di tipo Parallela (i processi implicati in un compito cognitivo si verificano nello stesso momento, per es: la guida di una macchina).

Un problema importante affrontato dagli psicologi cognitivi è quello «dell’impurità del compito»: ovvero molti compiti cognitivi richiedono l’impiego di un’associazione complessa di processi diversi il che rende difficile l’interpretazione dei risultati.

Neuroscienza cognitiva

Studia il cervello ma anche il comportamento quando gli individui sono impegnati in compiti cognitivi. È in grado di stabilire dove e quando nel cervello abbiano luogo certi processi cognitivi, attraverso le seguenti tecniche di neuroimaging:

• Registrazione a unità singola: è una tecnica invasiva che consente lo studio dei singoli neuroni attraverso l’inserimento di un microelettrodo nel cervello. Rileva scariche elettriche di un milionesimo di volt e fornisce informazioni dettagliate.
• Elettroencefalogramma (EEG): registra l’attività elettrica del cervello tramite elettrodi posizionati sulla testa, con conseguente registrazione visiva del tracciato. È una tecnica di facile esecuzione e non invasiva ma non fornisce un’immagine diretta del cervello e ha una capacità di localizzazione abbastanza scarsa. Il suo utilizzo è limitato al monitoraggio del paziente durante l’intervento chirurgico, alla diagnosi dell’epilessia, e diagnosi alcune forme infettive e di effetti di malattie sistemiche.
• Potenziali evento correlati o potenziali evocati: è una tecnica non invasiva che ottiene informazioni sul modo in cui la corteccia cerebrale elabora un segnale. Gli Erps sono misurati attraverso l’elettroencefalografia e consistono in modificazioni del segnale in risposta ad uno stimolo (visivo, tattile, uditivo, elettrico, ecc…). Gli ERPS sono definiti: dall’ampiezza, che è molto ridotta rispetto all’EEG, e da onde o deflessioni, contraddistinte da una lettera N o P, che indica la polarità (positiva o negativa); un numero, che indica la latenza (es: P3 o P300 con latenza di circa 300 msec).
• Tomografia ad emissione di positroni (PET): è una tecnica radiologica che si basa sull’individuazione di positroni emessi da sostanze radioattive che vengono iniettate nel corpo in quantità minime. Un computer traduce queste informazioni in immagini di attività delle diverse parti del cervello. Uso: misura il flusso ematico cerebrale e il metabolismo cerebrale durante l’esecuzione di un compito, individua il tessuto tumorale, localizza foci epilettogeni, differenzia tra varie forme di demenza.
• Risonanza magnetica: consiste nell’uso di onde radio per eccitare gli atomi del cervello in modo da fornire un’immagine tridimensionale del cervello e informazioni sulla sua struttura. Le funzioni del cervello sono indagate mediante risonanza magnetica funzionale (fMRI). Le tecniche di fMRI forniscono una misura indiretta dell’attività neurale; il segnale subisce distorsioni in alcune regioni cerebrali (ad es. i seni e la cavità orale); inoltre lo scanner è rumoroso e scomodo, e ciò può influire sulla prestazione dei soggetti.
• Magnetoencefalografia (MEG): misura i campi magnetici prodotti dall’attività elettrica del cervello. Fornisce una misura molto precisa dell’attività cerebrale in termini di risoluzione temporale e una soddisfacente risoluzione spaziale; il suo impiego è tuttavia molto costoso.
• Stimolazione magnetica transcranica (TMS): è una tecnica invasiva che consiste nell’inibire un’area del cervello attraverso un impulso di corrente in un tempo breve ma intenso, il quale crea una sorta di “lesione temporanea”. La TMS è vantaggiosa perché può confermare se una data area cerebrale è coinvolta o meno nell’esecuzione di un dato compito.

I limiti di questa tecnica sono dati dalla:

• Poca chiarezza degli effetti della TMS, (può non esserci solo una riduzione dell’attivazione dell’area, ma anche un aumento di altre attività cerebrali)
• Difficoltà a stabilire la precisa area cerebrale interessata
• Applicazione solo alle aree cerebrali che si trovano al di sotto del cranio ma non a quelle ricoperte da muscoli.

La neuroscienza cognitiva affronta alcune questioni importanti:

• Le tecniche di neuroimagining non forniscono spiegazioni magiche sull’attività cognitiva ma le informazioni derivanti da essere devono essere interpretate nel contesto di altre informazioni rilevanti
• Le tecniche di imaging cerebrale rivelano solo associazioni tra attivazione cerebrale e comportamento ma non dimostrano che le regioni attivate siano essenziali per l’esecuzione del compito a livello causale
• Le tecniche di neuroimaging funzionale sono basate sull’ipotesi di una specializzazione funzionale, che può essere valida per i processi di base (es: elaborazione dei colori), ma non per le funzioni cognitive di ordine più elevato
• La ricerca di neuroimaging funzionale non è rilevante per verificare le teorie cognitive
• Le tecniche di neuroimagining ipotizzano che l’esecuzione di un compito produca l’aumento dell’attività cerebrale ma in realtà il cervello funziona in modo complesso quindi si verifica spesso la diminuzione dell’attività cerebrale in alcune aree
• Mancanza di validità ecologica e una specificità del paradigma

Neuropsicologia cognitiva

Studia gli effetti delle lesioni cerebrali sull’attività cognitiva umana, in quanto crede che le tipologie di deterioramento cognitivo possano dire molto sul funzionamento cognitivo normale e sulle aree cerebrali responsabili dei diversi processi cognitivi. Gli assunti teorici della neuropsicologia cognitiva sono:

• Modularità: il sistema cognitivo è costituto da diversi moduli indipendenti (per es: modulo di riconoscimento del volto)
• Modularità anatomica: ogni modulo è posizionato in un’area specifica e potenzialmente identificabile del cervello
• Uniformità dell’architettura funzionale tra le persone: non vi sono differenze individuali nella disposizione dei moduli.
• Sottrattività: una lesione cerebrale può danneggiare o cancellare moduli ma non può introdurne di nuovi, cioè sottrarre ma non aggiungere qualcosa al sistema.

In che modo gli neuropsicologi studiano il funzionamento cognitivo di un cerebroleso?

• Dissociazione: si verifica quando un soggetto riesce ad eseguire un certo compito (per es: un paziente amnesico riesce ad eseguire compiti di MBT) ma la sua abilità è danneggiata nell’eseguirne un altro (es: il paziente amnesico ha difficoltà ad eseguire compiti di MLT). Può accadere che un paziente abbia difficoltà nell’esecuzione di un compito rispetto ad un altro semplicemente perché il primo è più complesso del secondo, senza perciò dover pensare che il primo compito implichi abilità specifiche che sono state danneggiate.
• Doppia dissociazione: si verifica quando un soggetto esegue normalmente il compito 1 e ad un livello ridotto il compito 2, mentre un altro soggetto esegue normalmente il compito 2 e ad un livello ridotto il compito 1; dimostrando una doppia dissociazione è quindi possibile negare che uno dei compiti sia più difficile dell’altro.
• Associazione: si verifica quando un paziente presenta deficit nell’esecuzione del compito 1 e anche nel compito 2 (come nel caso dell’associazione di sintomi, che determinano una Sindrome).

Scienza computazionale

È una scienza che paragona la mente a un calcolatore. Esistono diversi modelli computazionali:

• Sistemi di produzione: costituiti da una memoria a lungo termine (nel quale sono contenute un insieme di regole SE… ALLORA) e da una memoria di lavoro (nel quale sono conservate le informazioni mentre vengono elaborate). Se dall’ambiente esterno arriva alla memoria di lavoro l’informazione “l’omino verde è illuminato” avrà una corrispondenza con la parte “SE” della regola nella MLT e darà il via alla parte “ALLORA” della regola può attraversare la strada.
• Teoria dell’ACT-R di Anderson: è un modello di acquisizione della conoscenza che tiene conto del sistema cognitivo e vuole spiegare come l’individuo passi dall’avere poca conoscenza relativa ad un dominio all’avere una conoscenza più vasta. Esso si compone di quattro moduli:
  • Modulo di recupero: conserva gli indizi di recupero necessari per avere accesso alle informazioni (si trova nella corteccia prefrontale)
  • Modulo immaginativo: trasforma le rappresentazioni dei problemi
  • Modulo di meta: tiene conto delle intenzioni dell’individuo e controlla l’elaborazione della informazione
  • Modulo procedurale: usa regole di produzione del tipo se…allora per determinare quale azione sarà compiuta successivamente
• Reti connessioniste: sono reti neurali che rappresentano il comportamento cognitivo con le seguenti caratteristiche:
  • La rete è costituita da unità elementari, dette nodi connesse tra loro;
  • Ogni unità può influenzare le altre
  • La singola unità assume la somma di tutti i legami in ingresso e produce un unico valore in uscita
  • La rete è caratterizzata dal modo in cui sono collegate tra loro le unità;
  • Le reti possono avere diverse strutture o strati
  • La rappresentazione di un concetto può essere conservata in modo distribuito
  • La stessa rete può conservare molti pattern senza che essi interferiscano l’uno con l’altro.
  • BackProp: è una regola di apprendimento (meccanismo) che consente alla rete di confrontare le risposte effettivamente fornite con quelle corrette; in questo modo la rete può imparare una regola invece che possedere già delle regole esplicite.

Cap. II La percezione

Solitamente i termini di «percezione e sensazione» vengono considerati come sinonimi. In realtà:

• La «sensazione» = è la reazione agli stimoli interni ed esterni recepiti dagli organi di senso
• La «percezione» = è “un processo superiore alla sensazione attraverso il quale il cervello elabora le informazioni fornite dai sensi (vista, udito, olfatto) e ci mette in grado di cogliere la realtà circostante”.

Il nostro sistema percettivo non si comporta come una macchina fotografica che registra fedelmente la realtà ma opera una serie di processi attivi e dinamici il cui fine è un’organizzazione coerente dei dati della realtà. Facciamo un esempio:

Nella figura "vediamo" due triangoli bianchi l'uno sovrapposto all'altro anche se nessuno dei due triangoli è effettivamente disegnato, inoltre il triangolo bianco inesistente sembra essere più luminoso della zona circostante, mentre quell'area ha la stessa luminosità delle zone adiacenti. Questo fenomeno avviene in quanto il nostro apparato percettologico ha una tendenza organizzativa innata costituita dall'articolazione figura/sfondo.

La vista occupa un posto importante nello studio della percezione. Ma come vediamo? La visione avviene per mezzo di tre processi:

• Ricezione = (assorbimento di energia fisica da parte dei recettori)
• Trasduzione = (trasformazione dell’energia fisica in energia nervosa)
• Codifica = (processo attraverso il quale gli aspetti dello stimolo fisico e la conseguente attività del sistema nervoso hanno caratteristiche corrispondenti)

Questi processi si realizzano grazie al lavoro di due tipi di recettori visivi che si trovano nella retina:

• Coni (zona centrale), specializzati per la visione dei colori e consentono una visione nitida;
• Bastoncelli (zona periferica), specializzati per la visione della luce tenue e l’individuazione del movimento.

Il percorso che porta le informazioni dall’occhio verso la corteccia cerebrale si chiama «sistema retino-genicolato-striato»: le informazioni dalla retina passano prima attraverso i nervi ottici (che si incrociano in una struttura a X detta, chiasma ottico) e poi verso il nucleo genicolato laterale (NGL), che è parte del talamo. In seguito gli impulsi nervosi raggiungono la corteccia visiva primaria nel lobo occipiale, V1 e poi nelle aree corticali visive adiacenti (come V2).

Esistono due percorsi indipendenti all’interno di questo sistema che si proiettano alla corteccia visiva primaria:

• Percorso parvocellulare (P), afferente allo “strato del cosa” che procede verso l’area V4 sensibile ai colori e ai dettagli sottili (riceve input dai coni);
• Percorso magnocellulare (M), afferente allo “strato del dove” che procede verso l’area V5/TM sensibile alle informazioni sul movimenti (input dai bastoncelli).

L’elaborazione visiva nell’area V1 e V2 dipende dai seguenti aspetti:

• Il campo recettivo di ogni neurone, che è la regione della retina in cui la luce ne influenza l’attività;
• Inibizione laterale, i neuroni spesso esercitano un certo effetti gli uni sugli altri;
• La corteccia visiva primaria (V1) e quella secondaria (V2) occupano aree abbastanza ampie della corteccia.

Le cellule rispondono in due modi diversi al fascio di luce che li colpisce:

• Le cellule on-centre producono la risposta on ad una luce localizzata al centro del loro campo recettivo, ed una risposta off ad una luce localizzata nell’area periferica.
• Cellule off-centre si comportano all’opposto delle cellule on-centre.

Specializzazione funzionale

Nel 1992, Zeki ha proposto la teoria della «specializzazione funzionale» secondo il quale diverse parti della corteccia sono specializzate per differenti funzioni visive (elaborazione dei colori, del movimento, delle forme). Secondo Zeki ci dovrebbe essere specializzazione funzionale perché:

• Gli oggetti hanno combinazioni complesse e imp...