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Psicologia cognitiva
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Psicologia cognitiva
Principali correnti nello sviluppo della
psicologia
STRUTTURALISMO
FUNZIONALISMO
TEORIA PSICODINAMICA DI FREUD
COMPORTAMENTISMO
PSICOLOGIA UMANISTICA
RIVOLUZIONE COGNITIVISTA
RIVOLUZIONE BIOLOGICA
Mente e cervello
Ascoltare una lezione:
Percezione
Emozioni
Rappresentazioni nella memoria a lungo termine
Codifica
Memoria di lavoro
Attenzione
Processi esecutivi
Decision making
Linguaggio
Mente e cervello
La psicologia cognitiva prende in esame tutte queste attività mentali, che costituiscono la cognizione
Cognizione: interpretazione o la trasformazione di informazioni archiviate
Come studiamo le attività mentali?
Cosa intendiamo quando diciamo mente? 4 domande specifiche 1) come è nato il campo della psicologia cognitiva? 2) che cos’è
una teoria scientifica della cognizione e quali sono i ruoli che la conoscenza sul cervello può svolgere in queste teorie? 3) quali sono le strutture più importanti del cervello? 4) quali sono i metodi per studiare la cognizione?
Psicologia cognitiva
Scienze cognitive
Neuropsicologia cognitiva
Neuroscienze cognitive
La psicologia cognitiva oggi
La psicologia cognitiva oggi
Psicologi cognitivi che fanno esperimenti su soggetti normali, usando la sperimentazione di laboratorio
Scienza cognitiva. Psicologi che usano programmi di simulazione (modelli computazionali, Intelligenza Artificiale)
Neuropsicologia cognitiva. Studiano modelli di deficit cognitivi in pazienti portatori di lesioni cerebrali per comprendere la normale attività cognitiva umana
Neuroscienze cognitive. Studiano il funzionamento del cervello per capire la normale attività cognitiva umana
Antecedenti alla psicologia cognitiva
William James (1890): memoria primaria e secondaria
Tolman (1932): mappa cognitiva
memoriaprimaria
memoriasecondaria
oblio
ripasso
stimolo
W. James, 1890; Waugh & Norman, 1968
Antecedenti alla psicologia cognitiva
William James (1890): memoria primaria e secondaria
Tolman (1932): mappa cognitiva
Segue la pubblicazione del volume Cognitive Psychology
(Neisser, 1967)
Ma già Craick (1947) aveva riscoperto l’impiego dei tempi di
esecuzione di un compito introdotto da Donders
Approccio teorico che studia il pensiero umano e i processi
alla base della conoscenza (percezione, pensiero, memoria,
attenzione, linguaggio) per spiegare il comportamento.
RIVOLUZIONE COGNITIVISTA
Oggetto del cognitivismo: Cosa fa una persona, non da intendere come
comportamento esterno ma come processo di
elaborazione delle informazioni che la persona compie
lo studio dei processi mediante i quali le informazioni
vengono acquisite, trasformate, elaborate, archiviate e recuperate.
RIVOLUZIONE COGNITIVISTA
Studiano il processo mentale e lo considerano nello
stesso tempo causa ed effetto del comportamento osservabile Provare rimorso: processo mentale derivante da un’azione (aver fatto
male a qualcuno)
Scusarsi dopo aver provato rimorso: processo mentale che causa un
comportamento
Approccio dominante della psicologia contemporanea
RIVOLUZIONE COGNITIVISTA
Anni ‘40 e ’50: primi computer
• Simon e Newell: programmi che permettevano
ai computer di fornire prestazioni intelligenti
• Uso del calcolatore come metafora per il pensiero umano e le teorie vengono
implementate fisicamente sul calcolatore come modelli computazionali (intelligenza artificiale)
Analogia mente computer In analogia hanno: 1) capacità di usare simboli; 2) eseguire calcoli
ed operazioni seguendo delle regole e istruzioni
L’uomo è definito come elaboratore di informazioni
(Broadbent, 1958)
Esempio TUTTO IN STAMPATELLO
Sistema di elaboratore di informazioni
Broadbent (1958): le attività cognitive sono sequenze seriali di stadi di elaborazione (Atkinson e Shiffrin, 1968)
Neisser (1976): i processi non sono seriali ma interattivi
Es. Relazione tra processi dal basso (bottom up) e processi dall’alto (top down):
Sistema di elaboratore di informazioni
Broadbent (1958): le attività cognitive sono sequenze seriali di stadi di elaborazione (Atkinson e Shiffrin, 1968)
Neisser (1976): i processi non sono seriali ma interattivi
Es. Relazione tra processi dal basso (bottom up) e processi dall’alto (top down):
Sistema di elaboratore di informazioni
Broadbent (1958): le attività cognitive sono sequenze seriali di stadi di elaborazione (Atkinson e Shiffrin, 1968)
Neisser (1976): i processi non sono seriali ma interattivi
Es. Relazione tra processi dal basso (bottom up) e processi dall’alto (top down):
Spero che tu stia…..
Spero che tu stia bene
Effetto superiorità della parola
Effetto di superiorità della parola (Reicher, 1969).
1) Sullo schermo si presenta per qualche msec
K WORK OWRK
lettera parola Non-parola
2) Viene presentata una maschera
#### #### ####
Effetto di superiorità della parola (Reicher, 1969).
3) Infine vengono presentate due lettere (D e K)
4) Quale lettera è presente nello stimolo iniziale? (K)
D – K
TR
la lettera critica viene riconosciuta più facilmente quando la lettera è preceduta dalla parola, rispetto a quando è parte di una non-parola, o viene presentata in isolamento
Analogia con i computer
Hardware (cervello) e software (attività mentale): analogia non precisa
L’analogia fondamentale è tra i livelli di analisi: information processing:
La descrizione ad un livello non può essere sostituita con una descrizione ad un altro livello (il livello dell’attività mentale, ovvero l’elaborazione dell’informazione non può essere sostituito dalla descrizione fisica del cervello)
Però la conoscenza dei vari livelli ci aiuta a capire anche gli altri livelli
Studio delle attività mentali in termini di elaborazione
delle informazioni
Le informazioni ricevute attraverso gli organi di senso vengono elaborate e trasformate per creare delle
rappresentazioni mentali
RIVOLUZIONE COGNITIVISTA
Rappresentazioni mentali
La psicologia cognitivista studia come la
mente elabora gli stimoli che riceve dal
mondo
è necessario postulare che il sistema cognitivo compia delle operazioni su rappresentazioni
del mondo
il sistema cognitivo manipola oggetti mentali
che rappresentano le informazioni provenienti
dall’ambiente
Rappresentazioni mentali
Cos’è una rappresentazione?
Definizione molto generale: una
rappresentazione è qualcosa che “sta per” qualcos’altro
Rappresentazione mentale: il modo in cui
un’informazione è rappresentata nella
mente.
Rappresentazioni mentali
Le rappresentazioni hanno due aspetti distinti:
•CONTENUTO (il significato) E FORMA (es visiva, uditiva)
•Lo stesso contenuto può essere trasmesso in più formati
PROCESSI: trasformazione di informazioni in risposta ad un certo input per produrre un determinato output
ELABORAZIONE DELL’INFORMAZIONE: insieme di processi che svolgono un determinato ruolo, usando e producendo rappresentazioni.
Rappresentazioni
Esterne Interne
Pittoriche Linguistiche
Simboliche Distribuite (reti conness.)
Analogiche
(immagini, modelli mentali)
Proposizionali
(proposizioni)
Esterne
Pittoriche Linguistiche
co
rrid
oio
10
Marco
11
Paolo
12
Elena
13
Lisa
14
Anna
15
Andrea
Marco è nello studio 10
Paolo è nello studio 11
Elena è nello studio 12
Lisa è nello studio 13
Anna è nello studio 14
Andrea è nelo studio 15
La bambina vasul
monopattino
La relazione tra il segno e l’oggetto cui esso si riferisce è arbitraria. Le rappr. Linguistiche hanno una struttura grammaticale, e l’informazione contenuta non ha necessariamente relazione con il canale percettivo attraverso cui è veicolata.
Es: disegni, mappediagrammi sono analogiche,cioè mantengono la strutturapercettiva del mondorappresentato (sonomantenute le relazionitopologiche tra i vari elementiche le compongono).
PITTORICA LINGUISTICA
La distinzione fatta per le
rappresentazioni esterne è applicabile
anche alle rappresentazioni interne o
mentali.
Proposizionali
(proposizioni)
Simboliche
Interne
Analogiche
(immagini, modelli mentali)
Rappresentano il contenuto ideativo
della mente in una forma che non è specifica per nessun linguaggio e per
nessuna modalità sensoriale
FORMA
RAPPR. ANALOGICHE
SIMILARITA’
CARTINA GEOGRAFICA ITALIA
RAPPR. PROPOSIZIONALI
ETICHETTA INGUISTICA ITALIA
ARBITRARIO
Contenuto ideativo della
mente: oggetti e relazioni
in una forma astratta, non
specifica per la lingua
o modalità
sensoriale
Sistema
Verbale
Italiano
Sistema
Verbale
Inglese
Sistema
Verbale
Francese
Rappresentazioni
Esterne Interne
Pittoriche Linguistiche
Simboliche Distribuite
(reti connessioniste)
Analogiche
(immagini,
modelli mentali)
Proposizionali
(proposizioni)
rappresentazioni distribuite
nessuna unità singola veicola la conoscenza rappresentata
ciascun nodo (unità) contribuisce contemporaneamente alla
rappresentazione di diversi concetti
animale graffia
gattocane
abbaia miagola coda pelo
connessionismo approccio diffuso nella psicologia
cognitiva a partire dagli anni ‘80
spiega i processi mentali tramite la simulazione del
funzionamento del sistema nervoso
elaborazione in parallelo
i neuroni connessi tra loro
si attivano
contemporaneamente
le informazioni sono
elaborate in sequenza
diversi stadi di elaborazione
si attivano uno dopo l’altro
il calcolatore tradizionale il sistema nervoso
Dai neuroni al comportamento
Reti neurali artificiali o modelli connessionisti che
simulano le capacità cognitive ed il comportamento
umano
Come si passa dai neuroni al comportamento?
Rete neurale
Nel cervello una rete neurale è formata da un certo
numero di neuroni che agiscono e si influenzano a
vicenda attraverso le connessioni che li collegano
Il neurone segnala ciò che ha rilevato attraverso la sua
frequenza di scarica
I neuroni inoltre ricevono le scariche da altri neuroni ai
quali sono connessi
Rete neurale
ARCHITETTURA E MODELLI DI RETI NEURALI
Si basano su gruppi di unità
interconnesse, ognuna delle quali
corrisponde ad un neurone o ad un
piccolo gruppo di neuroni
Al livello di input le unità ricevono stimoli
dall’ambiente esterno. Queste sono poi
connesse con il livello nascosto (è così
chiamato perché non ha contatto diretto
con l’ambiente esterno).
Ogni unità può avere una connessione di
tipo eccitatorio o inibitorio con l’unità
successiva con cui è connessa
Le connessioni hanno pesi diversi (forza
dell’influenza sull’unità che riceve)
Le reti neurali sono in grado di
apprendere e di generalizzare
Le trasmissioni tra neuroni avvengono a livello delle
sinapsi (neurotrasmettitori): forza della trasmissione
Peso sinaptico: eccitatoria o inibitoria
Schema di connettività tra strati
Unidirezionali in avanti (feedforward)
Bidirezionali (feedback, reti ricorrenti)
Connessioni anche laterali (intrastrato)
ESEMPIO
NETtalk (Sejnowski e Rosenberg, 1987):
riceve un testo inglese come input e produce un discorso parlato come output
la rete è stata allenata con poche parole, ma lei è in grado di pronunciare correttamente parole nuove tratte da un testo mai visto (90% accuratezza)
la rete ha imparato le regole della “pronuncia inglese” e lo ha fatto senza avere delle regole esplicite.
Reti semantiche
Cos’è una rete semantica?
Un mezzo per rappresentare la conoscenza.
¤ Uno schema per la rappresentazione della conoscenza di un sistema di Intelligenza Artificiale diffuso tra gli anni ‘60 e ‘70.
Reti semantiche: nodi e archi
Dal punto di vista formale, una rete semantica è una struttura reticolare costituita da nodi e archi.
I nodi rappresentano oggetti, concetti o eventi.
Gli archi rappresentano relazioni di vario tipo tra i nodi.
Da Collins Luthus (1975)
CANEGATTO
MATITA
PESCE
.5
.1
.3
PRIMING
prime
CANE
MATITA
Compito: leggere ad alta voce
target
GATTO
GATTO
TR più veloci
+
CANE
GATTO
+
MATITA
GATTO
Dottrina della modularità ((Fodor, 1983) in opposizione al connessionismo
Il modularismo propone un’architettura cognitiva (struttura della mente) disposta in strutture verticali specializzate (moduli) adibite all’analisi dell’input, trasformando quest’ultimi in rappresentazioni che
vengono offerte ai sistemi centrali per le elaborazioni più complesse.
Il connessionismo, invece, presenta un’architettura cognitiva parallela e distribuita sul modello delle reti neurali, per cui si ritiene impossibile la localizzazione di luoghi mentali dedicati ad operazioni specifiche.
Dottrina della modularità ((Fodor, 1983)
Principi:
Specificita’ di dominio. Ciascun modulo opera su unospecifico tipo di input
Incapsulamento informazionale. Ciascun modulo opera in modo totalmente indipendente dal funzionamento degli altri moduli (es. Illusione Muller-Lyer)
Obbligatorietà di elaborazione. Non è possibile controllare in modo volontario il funzionamento di un singolo modulo.
Innatezza. I moduli sono innati.
Architettura neurale prestabilita
La psicologia cognitiva oggi…….
Psicologi cognitivi che fanno esperimenti su soggetti normali, usando la sperimentazione di laboratorio
Scienza cognitiva. Psicologi che usano programmi di simulazione (modelli computazionali)
Neuropsicologia cognitiva. Studia modelli di deficit cognitivi in pazienti portatori di lesioni cerebrali per comprendere la normale attività cognitiva umana
Neuroscienze cognitive. Studiano il funzionamento del cervello per capire la normale attività cognitiva umana
Neuropsicologia cognitiva
Studia le prestazioni cognitive negli individui che hanno subito una lesione cerebrale, cercando di capire quali aspetti dell’attività cognitiva sono intatti e quali danneggiati. Scopo principale è l’esplorazione dell’architettura funzionale dei processi mentali normali.
Il sistema cognitivo è costituito da una serie di componenti con proprietà e connessioni specifiche: talune di queste possono essere danneggiate da una lesione cerebrale (processi di memoria, di lettura etc..)
Neuropsicologia cognitiva
La psicologia cognitiva oggi…….
Psicologi cognitivi che fanno esperimenti su soggetti normali, usando la sperimentazione di laboratorio
Scienza cognitiva. Psicologi che usano programmi di simulazione (modelli computazionali)
Neuropsicologia cognitiva. Studia modelli di deficit cognitivi in pazienti portatori di lesioni cerebrali per comprendere la normale attività cognitiva umana
Neuroscienze cognitive. Studiano il funzionamento del cervello per capire la normale attività cognitiva umana
Metodi per lo studio dei processi cognitivi
La psicofisica
La cronometria mentale
Il metodo sottrattivo di Donders (1818-1889)
L’effetto stroop
Cronometria mentale
misura delle operazioni mentali o metodo
sottrattivo di Donders
Tempo di reazione di scelta (250 msec)–
Tempo di reazione semplice (200 msec)=
Tempo di decisione (50 msec)
Effetto stroop
xxxxx xxxxx xxx xxxx
xxxxxx xxx xxxxx xxxxx
xxxx xxxxx xxxxxx xxxxx
neutra
Effetto stroop
xxxxx xxxxx xxx xxxx
xxxxxx xxx xxxxx xxxxx
xxxx xxxxx xxxxxx xxxxx
Rosso verde blu nero
verde giallo rosso blu
nero verde giallo rosso
congruente
neutra
Rosso verde blu nero
Giallo blu verde rosso
Nero verde giallo rosso
Effetto stroop
xxxxx xxxxx xxx xxxx
xxxxxx xxx xxxxx xxxxx
xxxx xxxxx xxxxxx xxxxx
Rosso verde blu nero
verde giallo rosso blu
nero verde giallo rosso
incongruente
congruente
neutra
Effetto Stroop
Il confronto tra i tempi di esecuzione del compito nelle diverse condizioni permette di stabilire l’effetto dell’interferenza della parola.
Condizione neutra: 50 s
Congruente: 47 s
Incongruente: 80 s
Errori
Domande di autovalutazione
Di che cosa si occupa la psicologia cognitiva?
Cos’è una rappresentazione mentale?
Quali sono i principali modelli di rappresentazione mentale delle informazioni?
Di cosa si occupa la psicologia cognitiva?
La psicologia cognitiva prende in esame tutte le attività mentali che costituiscono la cognizione (interpretazione di nuove informazioni o la trasformazione di informazioni archiviate)
Cos’è una rappresentazione mentale? Quali sono i principali modelli di rappresentazione mentale delle informazioni?
il modo in cui un’informazione è rappresentata nella mente.
Distinzione tra contenuto e forma
Rappresentazioni interne simboliche (analogiche e proposizionali) e distribuite (reti connessioniste)
Reti semantiche
