La memoria

Processo cognitivo grazie al quale conserviamo e rievochiamo le informazioni apprese.

Dott.ssa Maria Teresa Turano

Topics della lezione precedente

• Che cos’è l’attenzione?

• L’attenzione selettiva

• L’attenzione divisa

• L’attenzione sostenuta

• Aree neurali

Overview: Lezione VI

• I sistemi di memoria

• Come funziona la memoria

• Correlati neurali della memoria

S. Dalì, Persistence of Memory

L’elaborazione delle informazioni

• L’informazione è recepita dagli organi di senso (trasduzione sensoriale)

• Selezione dell’informazione (attenzione)

• L’informazione viene immagazzinata in memoria

L’Attenzione

• Capacità di selezionare una o più fonti di stimolazione esterna in presenza di informazioni in competizione per dedicarsi con maggiore efficacia all’elaborazione dell’informazione rilevante per i nostri scopi del momento e tralasciare quella non rilevante.

L’ Attenzione è il filtro della percezione cosciente• Non tutta l’informazione esterna è sottoposta al processo di analisi

necessario per essere confrontata con una traccia in memoria ed essere identificata solo una parte dell’informazione che ha attivato i sistemi sensoriali è elaborata dai sistemi cognitivi.

PercezioneMemoria a

breve termine

Memoria a lungo

termine

output

input

L’ATTENZIONE agisce

PercettoParolaImmagineAzione

Modello di Atkinson e Schiffrin (1968)

• Le informazioni vengono dapprima depositate nella memoria sensoriale.

• Gli stimoli sono selezionati dai processi dell’attenzione possono entrare nel magazzino della memoria breve termine (MBT)

• Dalla MBT possono essere trasferiti alla memoria a lungo termine (MLT), se vengono consolidati dalla Ripetizione.

Perdita di informazione = interferenze

Le interferenze possono essere di natura

• esterna (presenza di fattori di disturbo, eccessivo carico di lavoro, …)

• interna (scelta errata delle strategie di codifica, interferenza del materiale appreso in precedenza)

Se l’apprendimento si svolge in condizioni ottimali, la rievocazione sarà molto simile all’oggetto di apprendimento, in caso contrario si assisterà ad una perdita , più o meno consistente di informazione!

Modello di Atkinson e Schiffrin (1968)

Memoria Sensoriale

Memoria a breve termine

Memoria a lungo termine

CodificaAttenzioneInput

Reiterazione

RecuperoInformazione perduta per decadimento o interferenza

Sistemi di memoria

• Memoria Sensoriale

- capacità illimitata

- decadenza a brevissimo termine (<1 secondo)

- altamente specifica per materiale percettivo

• Memoria a Breve termine

- capacità limitata (7±2 unità)

- persistenza di alcuni secondi

- relativamente specifica per il materiale

• Memoria a Lungo Termine

- capacità illimitata

- durata illimitata

- aspecifica

La memoria sensoriale

E’ specifica per ciascuna modalità sensoriale

• Memoria iconica: input visivi, durata < 250 ms

• Memoria ecoica: input uditivi, durata < 2 sec

Ha una Capacità elevata!!!

Esperimento di Sperling (1960)

• Resoconto totale – nominare tutte le lettere.

- I soggetti si ricordavano in media 4-5 lettere

• Resoconto parziale - Rievocazione di una delle 3 righe (target) –segnale acustico dopo matrice. La prestazione era la stessa a prescindere dalla riga. L’intera matrice veniva immagazzinata!!! Ciò dimostra la capacità illimitata della memoria sensoriale.

- La capacità di rievocazione diminuiva all’aumentare dell’intervallo tra matrice e suono

La memoria a breve termine

Durata non superiore a 30 sec e capacità limitata La capacità della MBT viene chiamata “span”

• Miller (1956) : The Magic number 7 ±2

• Effetto recency

Il buffer di reiterazione

Effetti primacy e recency

La memoria di lavoro (Baddeley, 1986)

• Sistema adibito all’ elaborazione e al mantenimento dell’informazione linguistica (loop articolatorio)

• Sistema responsabile dell’elaborazione e del mantenimento dell’informazione visuo-spaziale (taccuino visuo-spaziale)

• I due sistemi sono controllati da un sistema dalle capacità attentivelimitate denominato esecutivo centrale.

Modello di Baddeley (1986)

EsecutivoCentrale

Loop FonologicoTaccuino visuo-

spaziale

L’elaborazione dell’info verbale

L’elaborazione dell’info visuo-spaziale

Livelli di codifica dell’informazione

• Craik & Lockhart (1972): esperimento con 3 condizioni di codifica dell’informazione

-Codifica incidentale: al soggetto non viene richiesto esplicitamente di memorizzare le parole

Strutturale:La parola è in minuscolo o maiuscolo?

Semantico:La parola indica un non-vivente?

Fonologico:La parola contiene la lettera b?

CASA gatto

Gabbia Cavallo

Molletta Topo

• Il materiale viene ricordato meglio in funzione delle profondità d codifica

Memoria a lungo termine

• Sistema non-unitario

- MEMORIA DICHIARATIVA: esplicita

- MEMORIA NON DICHIARATIVA: implicita

Memoria Dichiarativa

• Memoria episodica

• Memoria Semantica

Recupero conscio di fatti, eventi e conoscenze

Memoria non dichiarativa

• Memoria procedurale

• Priming

Recupero inconscio -procedurale

• Memoria Procedurale Mi ricordo come si suona il pianoforte

• Memoria episodica Mi ricordo il mio primo saggio

• Memoria semantica Cos’è il piano?

Processi

• Tre fasi:

- CODIFICA

- RITENZIONE

- RECUPERO

La codifica

• E’ un processo con cui un’informazione viene acquisita e consolidata, immagazzinata in memoria

• E’ un processo intenzionale (volontario)

o

• Incidentale (involontario)

Variabili che influenzano la codifica: l’ attenzione ed il livello di elaborazione (profonda)

Il Recupero

• Accessibilità

• «ce l’ho sulla punta della lingua!!!» fallimento del recupero, l’informazione risulta quindi temporaneamente inaccessibile.

Il ricordo episodico

• Si riferisce a specifici eventi ed esperienze della vita di ciascuno (memoria autobiografica)

• La MEMORIA EPISODICA contiene informazioni spazio-temporali che definiscono dove e quando il sistema ha acquisito la nuova informazione.

• Tulving 1972

Insieme dei ricordi relativi a specifici episodi

Memoria della testimonianza

Memoria episodica

• Memoria autobiografica Si riferisce comunemente al ricordo di informazioni legati al se’

• Neisser (1986) ricordi di eventi sperimentati personalmente Riproduzione fedele di eventi vissuti

• Ricostruzioni operate a partire da frammenti di ricordi e da racconti degli altri integrate con le nostre conoscenze generali

• Reminescenza di avvenimenti emotivamente e socialmente rilevanti “memoria di eventi remoti”

Flashbulb memory

Memoria Prospettica

• Sistema di memoria proiettata nel futuro, riguarda realizzazione di piani d’azione o di intenzioni nel futuro.

• Memoria per eventi futuri

1. formazione delle intenzioni

2. ricordare cosa fare

3. ricordare quando farlo

4. ricordare di compiere l’azione

5. compiere l’azione in modo stabilito

Memoria semantica

• Si riferisce alle nostre “conoscenze generali sul mondo” (Tulving, 1972)

• Comprende le conoscenze relative a fatti, persone, concetti, significati delle parole, regole e simboli

• Rappresentazione e organizzazione delle conoscenze

• Enciclopedia mentale

• Svincolata dai riferimenti spazio-temporali (non ci ricordiamo le circostanze in cui abbiamo appreso il materiale).

- Culturalmente condivisa.

- Comprende anche le conoscenze non verbali, come ad esempio l’aspetto di un oggetto.

- Può essere selettivamente danneggiata

- Come viene testata?

- Compiti di fluenza verbale

- Compiti di descrizione di oggetti

Organizzazione delle conoscenze

La memoria semantica costituisce il repertorio di concetti posseduti da ciascuna persona.

E’ la base di conoscenze che ci permette di agire in modo funzionale nel mondo.

Tali conoscenze sono create a partire dal mondo sensoriale, attraverso l’esperienza, sia diretta sia mediata dal linguaggio e sono rappresentate in un formato che ne permette l’uso sia nel riconoscimento sia nella produzione.

Le conoscenze sono organizzate in modo tale da riflettere le relazioni che esistono tra concetti ciascun concetto sarà semanticamente legato ad un certo numero di concetti

• Processi di categorizzazione: capacità di classificare e rappresentare elementi in classi.

• Le categorie hanno un ruolo nel principio di organizzazione che struttura il sistema di conoscenze

• Categorizzazione è un meccanismo mentale che permette di dare origine a insiemi più o meno ampi di elementi sulla base di uno o più principi di organizzazione

• La struttura gerarchica delle categorie (Eleanor Rosch)

Memoria procedurale

• È la memoria relativa a procedure, schemi di azione, sequenze comportamentali “come si fanno certe attività”

- Abilità motorie (es. andare in bicicletta…)

- Abilità complesse (es. suonare il violino)

- Sequenze comportamentali quotidiane e ripetitive

• Complesse sequenze comportamentali “scripts” o copioni (Shank e Abelson, 1977) “come ci si comporta” (es. cenare al ristorante)

• Le procedure sono state apprese in passato in modo esplicito ma poi vengono utilizzate in modo automatico ed implicito.

Memoria implicita

• L’essere influenzati da un’esperienza passata senza avere la consapevolezza di ricordare.

• Priming consiste nell’effetto di facilitazione e preattivazione che esperienze precedenti hanno su esperienze successive.

• Questo effetto non deriva da una memoria esplicita dell’esperienza precedente

Aree neurali

Strutture del lobo temporale mediale

• Memoria semantica ippocampo: integrazione dei vari ricordi, immagazzinati in diverse regioni della corteccia

• Memoria autobiografica corteccia frontale

• Memoria procedurale gangli della base, cervelletto

L’amigdala

• Interfaccia fra emozione & memoria

– Importante per associazioni stimolo-paura

– Importante per associazioni in relazione al contesto

– Importante per associazione stimolo-premio

Apprendere e usare un sito

• L’apprendibilità di un sito consiste nel suo essere intuitivo

• L’utente deve essere nella condizione di usare un sito fin dalla sua prima visita, ciò permette all’utente stesso di concentrarsi sul compito piuttosto che sullo strumento

ERGONOMIA COGNITIVA

L’affordance ed il mapping

• Un’interfaccia deve presentare buona affordance e/o un buon mapping naturale

• Quando si è appreso come funziona un’interfaccia (relazioni esistenti tra gli elementi, strutturazione interna, ecc.) si tornerà più volentieri a riutilizzarla e magari si potrà usare questa conoscenza per navigare su altri siti.

ERGONOMIA COGNITIVA

La consistenza

• Il termine consistenza significa mantenere invariato il linguaggio, gli effetti, la grafica, le metafore, ecc.

La consistenza interna si ha quando gli elementi rimangono invariati all’interno di tutto il sito: aumenta la prevedibilità del sito e la tendenza a riutilizzare il sito stesso.

La consistenza esterna pone l’utente nella condizione di riutilizzare le precedenti conoscenze di navigazione in siti diversi senza la necessità di un nuovo apprendimento (ad esempio: uso di colori standard per i link, tipo colore blu per i link nuovi e viola per link già esplorati).

ERGONOMIA COGNITIVA

Artefatti cognitivi: le rappresentazioni e i concetti• Gli artefatti cognitivi supportano le rappresentazioni mentali

permettendo di lavorare con idee e concetti.

• L’interazione con gli artefatti si basa sul modello mentale che il soggetto si fa dell’artefatto stesso; per questo è importante che sia esplicitato il corretto modello di funzionamento dell’artefatto stesso

ERGONOMIA COGNITIVA

Gli artefatti

• Artefatti superficiali: tutta l’informazione è visibile

• Artefatti interni: una parte dell’informazione resta nascosta all’utente (caso delle interfacce web).

In questo caso il progettista deve scegliere quali aspetti rappresentare e quali siano le rappresentazioni migliori (ovvero più intuitive), che contengono maggiori informazioni per l’utilizzo e aiutano nella costruzione di un modello mentale di interazione.

ERGONOMIA COGNITIVA

Artefatti cognitivi: le rappresentazioni e i concetti

• L’impiego di rappresentazioni e strutture gerarchiche isomorfe al mapping naturale aiutano l’utente nella navigazione perché facilitano la comprensione della struttura organizzativa del sito stesso (mappa mentale = mappa del sito)

• Le rappresentazioni analogiche sono intuitive e facili da utilizzare, quelle proposizionali invece richiedono una maggiore elaborazione cognitiva.

• Le rappresentazioni analogiche sono metafore potenti che implicano il pensiero per analogia.

ERGONOMIA COGNITIVA

Informazionecondensata in rappresenta-zioni visive

• Anche spiegazioni concettualmente più complesse possono essere rappresentate con ausilio di rappresentazioni analogiche che implicano un minor carico di lavoro per la working memory.

ERGONOMIA COGNITIVA

ERGONOMIA COGNITIVA

Usare storie visive per rappresentare…

• Impiego di un nuovo dispositivo che localizza soldati feriti.

ERGONOMIA COGNITIVA

• Attraverso le metafore visive si rappresentano i concetti e si possono trasmettere molto efficacemente anche le emozioni

ERGONOMIA COGNITIVA

Le rappresentazioni e i concetti: organizzazione della memoria semantica• Approccio degli attributi definitori:

I concetti sono definiti in base ad insiemi di attributi che sono necessari per essere membri del concetto.

Categorie a confini netti

Reti semantiche di Collins e Quillian (1969)

ERGONOMIA COGNITIVA

Le rappresentazioni e i concetti: organizzazione della memoria semantica• Teoria del prototipo

I concetti si raggruppano attorno a prototipi, che funzionano da “attrattori” e costituiscono gli elementi più rappresentativi della categoria.

Categorie a confini sfumati.

Studi di E. Rosch - Prototipo come media o come moda

ERGONOMIA COGNITIVA

Modello di Collins e Quillian (1969): le reti semantiche • le reti semantiche sono schemi gerarchici rappresentazionali di

conoscenze ove i nodi rappresentano i concetti e le linee le relazioni che intecorrono tra essi.

ERGONOMIA COGNITIVA

Modello di Collins e Quillian (1969): le reti semantiche • Ai livelli più bassi si hanno i termini più specifici, ai livelli superiori i

termini più generici.

• Ogni concetto ha una serie di attributi associati al livello della gerarchia cui si trova.

• I nodi subordinati ereditano gli attributi di quello superiori

• L’accesso alle proprietà per decidere se un elemento appartiene o no ad una certa categoria avviene passando attraverso i nodi.

ERGONOMIA COGNITIVA

ERGONOMIA COGNITIVA

Categorie ad hoc di l. Barsalou (1982)

• I concetti possono essere definiti in base a proprietà diverse:

- Proprietà contesto indipendenti (CI)

-Proprietà contesto dipendenti (CD) che si attivano e/o costruiscono solo in relazione a contesti ed intenzioni rilevanti

ERGONOMIA COGNITIVA

Strutturazione delle informazioni sul web

• Modelli multipli di fruibilità: la Flessibilità

Una delle grandi potenzialità del web è quella di rendere potenzialmente disponibili diversi modelli di fruizione. I motori di ricerca, ad esempio, offrono la possibilità di ordinare i risultati di una ricerca in base alla salienza stimata, in base alla data di pubblicazione, oppure raggruppati per sito di appartenenza. In altre parole si dovrebbero ipotizzare organizzazioni che seguono una “semantica ad hoc” (Barsalou).

ERGONOMIA COGNITIVA

Suggerimenti per la scrittura di testi per il web: comprensibilità linguistica• Obiettivo: possibilità di comprendere il testo a colpo d’occhio

il titolo dovrebbe essere breve ed altamente informativo circa i reali contenuti

• Fondamentale uno stile che produca comprensione immediata e sintetica: stile giornalistico anglosassone o “a piramide rovesciata”: si parte dalle conclusioni per poi scendere gradualmente nei dettagli.

Ogni periodo dovrebbe essere breve e contenere un solo concetto

In generale i testi adatti al web dovrebbero essere molto brevi, riducendo anche del 50% quello che va bene per un formato cartaceo.

Il linguaggio dovrebbe essere molto semplice e chiaro.

ERGONOMIA COGNITIVA

Immagini mentali e memoria

Una sorprendente capacità della mente umana, quella di

creare, manipolare ed esplorare immagini mentali.

Che cos’è un’immagine mentale?

Un esempio..

Le immagini mentali

• Le immagini mentali, intuitivamente, assomigliano alle immagini percepite, ma solitamente non vengono confuse con queste. Qual è dunque la natura delle immagini mentali? Sono come “fotografie” nella mente? Come vengono generate e manipolate?

Il dibattito sulla natura delle immagini mentali

• David Hume (1711-1776) ciò che distingue percezione e immaginazione è prima di tutto la vividezza e il dettaglio posseduta dalla prima

Le immagini mentali non sono fotografie

• le immagini non sono affatto “fotografie” nella mente (Pylyshyn1973), anzi l’idea di immagine mentale è ambigua e fuorviante.

• Questa conclusione ha acceso negli anni ’70 e ’80 un vivace dibattito sulla vera natura di questi fenomeni, diviso tra chi negava alle immagini mentali una funzione tra i processi cognitivi e chi invece ha cercato di mostrare che non è possibile ignorarle.

Pylyshyn 1973

• Pylyshyn, in accordo con essi, ha sostenuto che le immagini sono in realtà codificate nella mente sotto forma di descrizioni astratte, basate su un sistema di rappresentazione di tipo simbolico simile al linguaggio (Fodor 1975) piuttosto che di tipo pittorico (posizione “proposizionalista”).

• Inoltre un’immagine percepita è il prodotto di uno stimolo che può essere in certi casi interpretato in più modi, come nel caso delle figure ambigue.

• Si è mostrato invece che un’immagine mentale non può essere ambigua, ma è sempre un’immagine determinata, ovvero già interpretata

• nel caso della figura ambigua di Jastrow è come se l’immagine venisse prodotta con una descrizione precisa, del tipo “Questo oggetto è un’anatra” oppure “è un coniglio”. Un tipo di determinazione che la figura non può dare se non sotto forma di una descrizione di tipo linguistico/simbolico.

• In altri termini, le immagini mentali sarebbero già descrizioni di percetti, non semplici riproduzioni

Manipolazione e ispezione

• Gli esperimenti più noti a sostegno dell’analogia tra immagini mentali e percezione visiva sono quelli sulla trasformazione e sull'ispezione di immagini mentali.

• L'idea di fondo di questi esperimenti è che le immagini mentali vengono esplorate e manipolate allo stesso modo in cui noi esploriamo e manipoliamo le immagini reali, percepite.

Shepard e Metzler (1971)

Test di rotazione mentale

In questo esperimento si mostrò che i tempi di risposta dei soggetti aumentavano linearmente con l'aumentare della differenza di angolatura con cui l'oggetto veniva presentato nelle due immagini: una piccola differenza di angolatura comportava un tempo di risposta minore per decidere se l'oggetto era lo stesso, mentre una differenza maggiore, fino all'angolatura limite di 180 gradi, richiedeva tempi maggiori

Test di rotazione mentale

Scanning, generazione, mantenimento

• Kosslyn (1980) ha condotto i più noti studi sull'ispezione ("scanning"), nonché sui processi di generazione (combinazione, trasformazione) e mantenimento nella memoria delle immagini, e sui processi neuronali coinvolti in questi fenomeni, mostrando come l' "occhio della mente" esamini le immagini mentali in modo del tutto simile a come l'occhio reale fa con con le immagini percepite.

L’isola di Kosslyn

L’oca e l’elefante

le dimensioni del "campo visivo" delle immagini mentali

Ampiezza del campo "immaginativo" di circa 20°

Memoria e immagini mentali

Il fatto che noi siamo in grado di rievocare un’immagine visiva anche dopo molti anni (ad esempio che aspetto aveva l’edificio del liceo dove si è studiato) è prova che esista una memoria a lungo termine visuale.

La memoria di Lavoro

Un modello teorico più specifico della memoria a breve termine è quello, proposto da Baddeley (1990), della memoria di lavoro.

Essa è chiamata in questo modo perché considera la memoria a breve termine non solo come un passaggio intermedio tra il registro sensoriale e la memoria a lungo termine, ma come il luogo dove avvengono i principali processi cognitivi.

È nello spazio della memoria a breve termine che noi “lavoriamo” sulle informazioni. Si tratta di uno spazio limitato in grado di conservare circa sette unità di informazioni (più o meno due) in un’unica presentazione (Miller 1956, chiamò questo limite il “magico numero sette”), cioè senza ripetere le informazioni.

Logie e Denis1991

Gli stimoli di disturbo verbali hanno un’influenza negativa solo sulla memorizzazione di informazioni linguistiche, ma non su quelle visive; gli stimoli di disturbo visivo invece hanno l’effetto opposto. Questo non mostra solo la presenza di due unità distinte della memoria di lavoro, ma anche il fatto che essi possono essere “sovraccaricati” indipendentemente.

EsecutivoCentrale

Loop FonologicoTaccuino visuo-

spaziale

L’elaborazione dell’info verbale

L’elaborazione dell’info visuo-spaziale

Modello di memoria visiva

1) il processo di generazione di immagini è costituito da un recupero di informazioni visive dalla memoria a lungo termine in quella a breve termine;

2) il processo di trasformazione avviene all’interno della memoria a breve (o, come si è detto, di “lavoro”): ad esempio nel compito di rotazione visto prima, le due immagini presentate vengono memorizzate a breve termine ed una di esse viene ruotata fino a verificare la coincidenza con la seconda. In questo caso non c’è rinvio alla memoria a lungo termine;

3) infine nel processo di ispezione (“scanning”), un’immagine (ad esempio una mappa) viene analizzata attraverso una sorta di obiettivo focalizzato su un punto dell’immagine, in grado di spostarsi su di essa. A differenza del semplice recupero di un’immagine dalla memoria e lungo termine, qui è un “occhio della mente” che, nella memoria di lavoro, ispeziona l’immagine contenuta nella memoria a lungo termine

Modello di memoria visiva

Costruire mentalmente immagini

Manipolazione e costruzione capacità centrale per il pensiero creativo, sia nello sviluppo di idee scientifiche che di progetti architettonici, opere letterarie e artistiche.

Anche immaginare semplicemente di spostare i mobili nel proprio appartamento fa uso di questa facoltà.

La creatività è associata con un’elevata capacità di creare e manipolare immagini mentali (Shepard 1978).

Funzione creativa delle immagini mentali

L’indipendenza dal linguaggio!!!

Limitazioni delle immagini mentali

La costruzione dell’immagine mentale in un senso o nell’altro determina inoltre quali particolari sono salienti e degni di attenzione. Infatti ponendo i soggetti che hanno memorizzato la figura come coniglio di fronte a diverse versioni dell’immagine in cui i tratti peculiari del roditore sono stati distorti (ad esempio cancellando la concavità della bocca), essi riconoscono immediatamente la modificazione.

Per i soggetti che hanno memorizzato l’anatra, invece, la cancellazione della bocca del coniglio non è un tratto saliente, di conseguenza essi hanno più difficoltà a distinguere la differenza di questa versione con il disegno originale. La differenza di focalizzazione nelle immagini mentali comporta una “perdita di definizione” delle caratteristiche secondari

Una spiegazione di questo fatto è che l’ambiguità consiste nella comprensenza di più interpretazioni possibili di uno stesso stimolo. Il percetto, si è detto, è uno stimolo già interpretato, e una figura ambigua può essere percepita - cioè reinterpretata - in modi diversi, anche se lo stimolo sulla retina (stimolo prossimale) resta sempre lo stesso.

Il fatto che questa reinterpretazione sia difficile con le immagini mentali conferma l’ipotesi che queste siano simili ai percetti, non agli stimoli (Reisberg, Logie 1993)

Limitazioni e differenze con la percezione

Le immagini mentali non sembrano essere né pure descrizioni o concetti (secondo la posizione proposizionalista di Pylyshyn), né semplici fotografie mentali.

Pylyshyn aveva osservato che se ricordiamo l’immagine di un amico ad una festa insieme ad altri particolari, come l’arredamento o l’abbigliamento della altre persone, con lo scorrere del tempo è improbalbile che ci ricorderemo dell’arredamento scordandoci invece l’identità dell’amico.

L’immagine non è memorizzata in modo uniforme, come una pellicola impressionata nella mente, ma è già interpretata e organizzata in elementi più o meno salienti e focalizzati.