Rappresentazione delle Conoscenze

la natura delle rappresentazioni mentali

cos’è una rappresentazione?

definizione molto generale

una rappresentazione è qualcosa che “sta per” qualcos’altro

esempio come rappresentare l’altezza dei quattro rettangoli?

o numeri

la lunghezza dei segmenti deve corrispondereall’altezza dei rettangoli

7 5 6 3

i numeri devono corrispondereall’altezza dei rettangoli

utilizzando segmenti

il linguaggio del pensiero

• la psicologia cognitivista studia come la mente elaboragli 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

dibattito

qual è la natura delle rappresentazioni mentali?

rappresentazioni

esterne interne

pittoriche linguistiche

simboliche distribuite(reti neurali)

analogiche(immagini,

modelli mentali)

proposizionali(proposizioni)

rappresentazioni

esterne

pittoriche linguistiche

i Siamesi possiedono un corpo snello e affusolato, il mantello sfumato e occhi blu a mandorla; hanno zampe lunghe e sottili, il pelo corto e chiaro su tutto il corpo, con aree più scure sul muso, sulle orecchie, sulle zampe e sulla coda.

rappresentazioni

interne

simboliche distribuite

analogiche(immagini,

modelli mentali)

proposizionali(proposizioni,linguistiche)

che cos’è un simbolo?

• rappresenta un significato• legato a questo significato da una relazione convenzionale

di riferimento• i simboli sono manipolabili al posto dei significati

esempioun uomo primitivo vuole scambiare le sue pecore e quelle della suocera con la grotta del suo vicino

l’uomo non sa quante sono le sue pecore, né quante sono quelle della suocera perché non conosce i numeri e non sa contare

cosa può fare?

visto che è un uomo intelligente decide di fare così:

•prende un sassolino per ogni pecora

•fa sfilare le pecore davanti a sè (le sue e quelle della suocera)

•mette tutti i sassolini in un mucchio

•porta il mucchio di sassolini dal vicino e gli propone l’affare

•quando il vicino gli chiede quante sono le pecore gli risponde

“sono tante così” sparpagliando tutti i sassolini e dicendo che ogni sassolino sta per una pecora

l’uomo primitivo ha creato un sistema di simboli

ogni sassolino sta per (rappresenta) una pecora

per ogni pecora si aggiunge un sassolino

mettere tutti i sassolini in uno stesso mucchio

riflessione le parole sono simboli?

rete semantica

rappresentazioni simboliche

mangia

animale

gattocane

è un

ha la proprietà

pesce

• ogni simbolo (nodo) rappresenta un concetto

• le relazioni tra concetti sono rappresentate da un codice proposizionale

• tra concetti e significati la relazione è arbitraria

proposizionali(proposizioni)

simboliche

analogiche(immagini,

modelli mentali)

riproducono le relazioni strutturali e le caratteristiche distintive di ciò che viene rappresentato

come se si trattasse di una riproduzione fisica (es. fotografia del gatto siamese)

proposizionali(proposizioni)

simboliche

analogiche(immagini,

modelli mentali)

rappresentazioni astratte che non contengono le caratteristiche fisiche di ciò che rappresentano(es. descrizione del gatto siamese)

rappresentazione analogica

rappresentazione proposizionale

la panca la capra …

la panca la capra …

il codice proposizionale

codice mentale universale

evidenzia le relazioni tra i concetti

MANGIARE (GATTO, PESCE)

questa notazione

deriva da un sistema logico denominato “calcolo dei predicati”

è utilizzata per descrivere i processi cognitivi che fanno uso delle rappresentazioni proposizionali

MANGIARE è il predicato

rappresenta la relazione esistente tra gli altri elementi della frase

GATTO è il soggetto

chi o la cosa che effettua l’azione

PESCE è l’ oggetto

chi o la cosa subisce l’azione

MANGIARE (GATTO, PESCE)

simboliche distribuite

analogiche(immagini,

modelli mentali)

proposizionali(proposizioni)

interne

cfr. manuale, da pag. 136 a pag. 138, figura 7.3)

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

i neuroni connessi tra loro si attivano contemporaneamente

elaborazione in parallelo

le informazioni sono elaborate in sequenza

diversi stadi di elaborazionesi attivano uno dopo l’altro

il calcolatore tradizionale il sistema nervoso

in una rete neurale

è la configurazione complessivadi attivazione che determina la rappresentazione di un concetto

g a t t o

gatto topo

p

rappresentazione distribuita della conoscenzale informazioni sono elaborate da diverse unità (neuroni) che si attivano nello stesso momento

rappresentazione delle conoscenze procedurali 

le conoscenze procedurali si riferiscono a

come si fanno le cose, come si utilizzano gli oggetti o come si possono raggiungere gli obiettivi

sapere come si usa una sapere cos’è una

bicicletta bicicletta

le informazioni procedurali sono rappresentate sottoforma di regole di produzione

strutture “se…. allora”

che mettono in relazione concetti o eventi con un dato comportamento

esempi

• se vedi un leone allora devi scappare• se vuoi spendere poco allora è meglio se non vai al

ristorante• se cerchi Paolo allora prova a chiamarlo in ufficio

script (copione) Schank e Abelson, 1977

sorta di schema che descrive in termini generali come si fa qualcosa.

rappresentazione mentale di una

procedura abituale e stereotipata

esempi

fare un acquisto in un negozio, andare dal parrucchiere, inserire il rullino nella macchina fotografica, cambiare la gomma bucata …

menù

entrare

mangiare

pagare

uscire

script

è uno schema

molte informazioni non sono esplicite nella rappresentazione schematica e devono essere inferite

ristorante

• secondo Kosslyn (1994) sono una forma di rappresentazione fondamentale separata dalle rappresentazioni proposizionali

“Da lungo tempo l’immaginazione visiva gioca un ruolo centrale nelle spiegazioni filosofiche e psicologiche dei processi cognitivi e della rappresentazione delle conoscenze” (Kosslyn e Pomerantz, 1977)

immagini mentali

esperimento di Kosslyn, Ball e Reiser (1978)

come si esplorano le immagini mentali?

• osserva questa mappa di un’isola immaginaria• ci sono alcuni oggetti contrassegnati con la lettera “X”• cerca di memorizzare la mappa• forma un’immagine mentale della mappa• focalizza l’attenzione su X (capanna)• ora sposta l’attenzione su un altro X (laghetto)

risultati

• il tempo necessario all’esplorazione dell’immagine mentale della mappa è funzione della distanza reale tra due punti X

• quanto più distanti sono i punti da raggiungere sulla mappa reale tanto più lungo è il tempo impiegato per spostarsi mentalmente sulla mappa mentale

• le immagini mentali sono esplorate come fossero spazi fisici

esperimento di Shepard e Metzler (1971)

le immagini mentali sono dinamiche

• coppie di stimoli (solidi) erano presentate per intervalli molto brevi

esperimento sullarotazione di immagini mentali

• per ciascuna coppiale due figure sono uguali?

• misurazione TR

risultati

i TR variano in funzionedella differenza angolaredelle due figure

per rispondere è necessario ruotare mentalmente la seconda figura

fino al completo allineamento con la prima

rotazionecirca 60 gradi /secondo

rappresentazione spaziale e ….

l’apprendimento delle relazioni spaziali e la capacità di muoversi nell’ambiente si basano su due tipi diversi di conoscenze spaziali (Thorndike e Hayes-Roth 1982)

• route

si riferisce ai percorsi specifici necessari per muoversi da un posto ad un altro

• survey

è basata su relazioni più globali tra indizi ambientali ed è caratterizzata da una “prospettiva dall’alto”

cfr. manuale, quadro 7.2, pag. 142

alle due modalità di rappresentazione spaziale corrispondono due strategie di esplorazione e di orientamento nello spazio

1)

basata su rappresentazioni route utilizza le conoscenze dei percorsi e degli ambienti nei quali ci si muove

si basa su informazioni di tipo verbale

2)

basata su rappresentazioni survey privilegia riferimenti spaziali globali e punti di orientamento fissi

… orientamento nello spazio

il sistema cognitivo usa due sistemi di rappresentazione ed elaborazione delle informazioni

i due sistemi sono connessi ma indipendenti e specializzati

sistema verbale

codifica, organizzazione

ritenzione e recupero di

stimoli verbali

linguaggio

sistema non verbale

codifica, organizzazione

ritenzione e recupero di

stimoli non verbali

informazioni

visive e spaziali

teoria della doppia codificaPaivio 1971, 1979, 1983, 1986

sistema verbale

sistemanon

verbale

connessionireferenziali

risposte verbali

logogeni

stimoli verbali stimoli non-verbali

sistemi sensoriali

immageni

risposte non-verbali

rappresentazione grafica del modello

gatto orientale immagine e descrizione

anche il gatto Orientale è originario della Thailandia e si distingue dal gatto Siamese solo per il colore che è uniforme su tutto il corpo e per gli occhi che sono verdi, invece che blu.È un gatto longilineo ed elegante, con un corpo lungo e snello; le orecchie sono grandi e larghe alla base.Gli occhi sono mandorla di colore verde smeraldo. Il collo è lungo e sottile

le connessioni referenziali rendono possibile

•immaginare oggetti nominati•nominare oggetti immaginati

fenomeni spiegati dalla doppia codifica

1) effetto concretezza

parole concrete sono più facili da ricordare diparole astratte

perché sono codificate in entrambi i sistemi

2) immagini di oggetti comuni sono più facili da ricordare

perché tali oggetti possono essere facilmente nominati e quindi codificati anche nel sistema verbale

rappresentazione dei significati in termini di concetti (categorie mentali)

“La creazione di categorie rende equivalenti cosediverse, consente di raggruppare oggetti ed eventi inclassi, e di rispondere ad essi in funzione della loroappartenenza ad una data classe piuttosto che della lorounicità” (Bruner, Goodnow e Austin, 1956)

• complessità ambientale

i colori percepibili sono 7 milionisenza categorie mentali in cui raggruppare i colori non

basterebbe tutta la vita per imparare i loro nomi

• riconoscimento e comportamento

oggetti ed eventi nuovi sono riconosciuti perché vengonocollocati in categorie mentali già esistenti in memoria

se distinguo i funghi posso evitare di compierel’azione inappropriata di mangiare funghi velenosi

• comunicazione

io conosco il barboncino di zia Clara, tu conosci ilbracco del vicino Giovanni. Ma entrambi abbiamo in mente la categoria CANE equindi possiamo parlare dei cani in generale

l’organizzazione della MLT in categorie mentali si basa sudue principi

informatività

riconoscimento delle caratteristiche di esemplari diversi

economia cognitiva

riduzione delle differenze tra esemplari diversi

i concetti sono organizzati in base a due dimensioni principali

dimensione verticale

gerarchica

riflette le relazioni di inclusione

dimensione orizzontale

riflette le differenze tra categorie allo stesso livello

Teoria di Rosch e Mervis (1975)

dimensione verticale

gatto

siamesepersiano

cane

animale domestico

alano

categoria

di base

categoria

subordinata

categoria

superordinata

superordinate• ampie perché comprendono le altre• pochi aggettivi perché gli esemplari al loro interno

sono molto diversi• massima economia cognitiva

subordinate• ristrette• molti aggettivi perché gli esemplari al loro interno sono molto simili• massima informatività

di base

• ampiezza intermedia• apprese per prime dai bambini• caratteristiche distintive (miagola / abbaia)• condivisione di caratteristiche (tutti i gatti miagolano)

• equilibrio tra economia e informatività

organizzazione gerarchica Collins e Quillian 1969

animale

ha la pellemangiarespira

uccello pesce

ha le aliha le piumebecca

ha le pinnenuotaha le branchie

canarino è giallocanta

squalo mordeè pericoloso

aquila

le caratteristiche (proprietà, attributi) associati ad un nodo sono ereditate dai nodi ai livelli inferiori

esempio

un canarino è un canarino veroun salmone ha la pelle veroun cane ha il pelo vero

un cavallo ha le pinne falsoun gatto è un animale vero

misurazione TR

esperimento

i soggetti devono rispondere vero o falso a frasi“UN X è UN Y oppure Un X ha la proprietà Y”

risultati

effetto della distanza semantica

i TR per rispondere sono funzione della “distanza” tra i nodi

le reti semantiche funzionano secondo il principio della

propagazione dell’attivazione

all’interno della rete le unità concettuali sono connesse

la distanza tra unità esprime la forza della relazione semantica

unità concettuali vicine relazione semantica forte

unità concettuali lontane relazione semantica debole

• la percezione di uno stimolo attiva l’unità concettuale corrispondente

• l’attivazione si propaga dal nodo iniziale e si espande costantemente

• prima ai nodi fortemente relati al primo e successivamente ai nodi più lontani

• l’attivazione decresce mentre si propaga a nodi sempre più lontani

l’organizzazione gerarchica spiega

perché un canarino è un canarino TR più veloci che un canarino è un animale

ma non spiega

effetto tipicità

gli esemplari tipici di una categoria vengono classificati più velocemente rispetto agli esemplari periferici

perché uno squalo è un pesce TR più lenti che una manta è un pesce

struttura sfuocata delle categorie mentali

le categorie mentali hanno una struttura interna graduata e contorni non ben definiti

dimensione orizzontale

non tutti i rossi sono buoni esemplari del concetto ROSSO

alcuni rossi sono più tipici di altri rossi

cioè più rappresentativi della categoria ROSSO

esempio

non tutti gli esemplari di una categoria hanno lo stesso grado di appartenenza categoriale

elementi centrali condividono molte caratteristiche

elementi periferici condividono poche caratteristiche

effetto tipicità Rosch, 1975

le categorie naturali si basano su dimensioni continue

dimmi tutti gli esemplari della categoria “frutta” che ti vengono in mente

gli esemplari tipici(centrali)sono citati per primi e da molti soggetti

esemplari meno buoni gli esemplari non tipici(periferici) sono citatiper ultimi e da pochi soggetti

la struttura delle categorie mentali rispecchia la struttura del mondo fisico

gli oggetti del mondo non sono costituiti da insiemi casuali di caratteristiche

alcune combinazioni di caratteristiche ricorrono più frequentemente di altre

teoria del prototipo (Rosch, 1970)

piume peloali le ali tendono ad essere insieme alle piume e non al pelo

è molto probabile che un animale dotato di ali abbia anche le piume e che sappia volare

tipici periferico

ha le ali volaha il peloè un mammifero

i concetti sono rappresentati da prototipi

il prototipo è l’esemplare più rappresentativo di una categoria

reale o ipoteticocondivide molte caratteristiche con gli altri esemplari della categoria e poche caratteristiche con esemplari di altre categorie

le categorie mentali NON sono definibili in base a liste di caratteristiche

esempi perché un cane è un cane?il pomodoro è frutta o verdura?

Wittengstein (1953) che cosa hanno in comune gli esemplaridi una stessa categoria ?

“ … Considera, ad esempio, gli oggetti che chiamiamo GIOCHI. Intendo giochida scacchiera, giochi di carte, giochi con la palla, gare sportive e via dicendo. Cos’è

in comune a tutti questi giochi? …. Se li osservi non vedrai certamente qualcosa che siain comune a tutti, ma vedrai delle somiglianze, delle parentele.

Osserva, ad esempio, i giochi da scacchiera, con le loro molteplici affinità. Orapassa ai giochi di carte: troverai molte corrispondenze con i giochi del primo gruppo,ma molti tratti comuni sono scomparsi e altri ne sono subentrati. Se ora passiamo ai

giochi con la palla, qualcosa in comune si è conservato, ma molto è andato perduto. Sonotutti divertenti? Oppure c’è dappertutto un perdente e un vincitore, o una competizione

tra giocatori? Pensa allora ai solitari. Nei giochi con la palla c’è da vincere e da perdere,ma quando un bambino lancia la palla contro il muro e la riacchiappa, questa caratteristicaè sparita. Considera quale parte abbiano abilità e fortuna. Quanta differenza c’è tra scacchi

e tennis. Pensa al girotondo: c’è l’elemento del divertimento, ma quanti altri tratticaratteristici sono spariti.

Il risultato di questo suona: vediamo una rete complicata di somiglianze che sisovrappongono e si incrociano a vicenda. Non posso caratterizzare meglio queste

somiglianze che con l’espressione SOMIGLIANZE DI FAMIGLIA….E dirò che i giochi formano una famiglia”

somiglianza di famiglia

• è possibile riconoscere che alcuni esemplari appartengono alla medesima famiglia, anche se non è possibile individuare le caratteristiche che ne determinano l’appartenenza

• gli esemplari della stessa famiglia posseggono con diversa intensità le caratteristiche che ci permettono di percepirli come membri di quella famiglia

• alcuni esemplari “riuniscono” un maggior numero di tratti caratteristici, tanto da essere percepiti come esemplari più tipici della famiglia

riassumendo …

teoria del prototipo

•le categorie mentali rispecchiano la struttura del mondo fisico

•non tutti gli esemplari di una categoria sono buoni esemplari(l’appartenenza categoriale è graduale)

•le categorie mentali sono sfumate (alcuni esemplari centrali tipici e altri esemplari

perifericialcuni esemplari possono appartenere a più categorie)

• le categorie mentali sono definite da prototipi (non da insiemi fissi di caratteristiche)

• i prototipi sono esemplari rappresentativi perché condividono molte caratteristiche con numerosi esemplari della stessa categoria

• la quantità di caratteristiche condivise determina la tipicitàdegli esemplari e la loro “somiglianza di famiglia”