Psicologia. Anno Accademico Anna Borghi Sito web:

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1 Psicologia Anno Accademico Anna Borghi Sito web: 1

2 Memoria semantica vs. teorie embodied : concetti e parole 2

3 INDICE Memoria semantica: compiti usati Memoria semantica: modelli a rete Visione tradizionale e nuova dei concetti e del significato Comprensione di parole e frasi nelle teorie embodied: la simulazione Evidenze a favore delle teorie embodied Conclusione 3

4 MEMORIA SEMANTICA: COME STUDIARLA Compiti di associazione Es. Cane coda, abbaia, ne ho uno, mi piace - codifica Compiti di generazione di caratteristiche Es. Uccello piume, coda, canta, cinguetta, zampe - codifica Verifica di frasi (sentence verification) Es. Il canarino e un uccello? - RT + errori Verifica di categoria (category verification) Es.canarino-uccello (si ) / canarino-nido (no) - RT + errori Verifica di proprieta Es. Canarino-zampe (si`) / canarino-coperchio (no) - RT + errori Decisione lessicale Parola non parola - RT ed errori 4

5 I MODELLI A RETE - HIERARCHICAL SEMANTIC NETWORK ASSUNZIONI I concetti sono rappresentati in una rete di nodi interconnessi La distanza tra I nodi rappresenta la somiglianza tra essi I concetti sono definiti dalle loro connessioni con altri concetti 5

6 I MODELLI A RETE - HIERARCHICAL SEMANTIC NETWORK: COLLINS E QUILLIAN, 1969 Organizzazione gerarchica: I concetti sono organizzati in modo gerarchico Ogni membro è collegato ad un solo nodo sovraordinato Ogni membro di categoria ha uguale status Principio di economia cognitiva: le proprieta sono codificate al livello piu alto possibile Verifiche sperimentali a) Effetto di grandezza di categoria: es. un pettirosso e un uccello / e un animale b) Economia cognitiva: 6 es. un uccello ha le piume / ha la pelle

7 COME FUNZIONA IL MODELLO 7

8 PROBLEMI DEL MODELLO DI COLLINS E QUILLIAN a) Limiti dell assunzione gerarchica 1) opposto dell effetto della grandezza di categoria Un cane e un mammifero vs. E un animale Un pettirosso vs. Uno struzzo e un uccello b) Limiti dell economia cognitiva: Esempio Distanza RT Esempio Associazione RT (ms) Banjo-strings goldfish-mouth debole 1210 goose-wings elm-roots media 1110 orange-edible orange-edible alta 1060 Tempi di reazione (RT) legati piu al tasso di associazione che alla distanza nella gerarchia c) RT di frasi negative non previsti dal modello Frasi non plausibili: RT(ms) A leopard is a snail Frasi plausibili: RT(ms) A tiger has a mane RT piu veloci per le frasi non plausibili. 8

9 I MODELLI A RETE - Il modello della diffusione dell attivazione (collins e loftus, 1975) 1. Non gerarchico: la lunghezza dei legami rappresenta il grado di relazione. Il tempo di ricerca dipende dalla lunghezza delle connessioni 2. Diffusione dell attivazione (Spreading Activation): l attivazione di uno dei legami porta ad attivare parzialmente i nodi connessi. Il grado di attivazione cala con la distanza. 3. L attivazione decresce con il tempo. Questo spiega il priming: si ricorda prima quanto presentato poco tempo fa. 9

10 Come funziona il modello 10

11 Previsioni del modello della spreading activation a. Effetti di tipicita : Un pettirosso e un uccello vs. Una gallina e un uccello. b. Priming Semantico: Compito di decisione lessicale (parola/non parola): prime target RT bread butter 600 nurse butter

12 I modelli a rete Propositional network models Anderson, 1983 La conoscenza e rappresentata in reti. Le connessioni tra reti hanno la forma di proposizioni. Es.The tall lawyer believed the men were from Mars. 12

13 Modelli di confronto tra tratti (feature comparison models) Assunzione: Concetti rappresentati come insiemi di tratti 13 Cane Cane da caccia [vivente [vivente coda coda abbaia ottimo fiuto...]...] Tratti definienti vs. Tratti caratteristici:es. Relazioni tra concetti calcolate in base agli attributi comuni

14 Previsioni e problemi dei modelli di confronto tra tratti Previsioni: 1. Effetto dell ampiezza di categoria: Un pettirosso e un uccello vs. E un animale. 2. Effetti di tipicita Un pettirosso e un uccello vs. Un pinguino e un uccello. 3. Rifiuto veloce di frasi false: Un pipistrello e un uccello vs. Una matita e un uccello Problemi: 1. Tratti definitori? 2. Priming semantico (relazioni concettuali)? 14

15 Conclusioni sulla memoria semantica Due questioni principali: rappresentazione: rete o lista di tratti? elaborazione : attivazione di percorsi, confronto tra tratti? Modelli attuali: Reti neurali: modellate riprendendo la struttura del sistema nervoso. Mantengono molti degli assunti dei modelli di spreading activation. 15

16 CONCETTI E CATEGORIZZAZIONE Capacità di interagire con cio che ci circonda: basata sulla capacita di categorizzare oggetti e entita, mantenere in memoria l informazione su di essi e farne uso Concetti = aspetti cognitivi e mentali delle categorie. Colla mentale che lega le esperienze passate con l interazione attuale con il mondo (Murphy, 2002). Qui focus sui concetti di oggetti 16

17 VISIONE TRADIZIONALE DEI CONCETTI: IN SINTESI Concetti = simboli connessi in modo arbitrario ai loro referenti astratti, non rimandano a percezione e azione AAA (astratti-arbitrari-amodali) statici dall evento sensoriale alla struttura permanente di conoscenza organizzati in modo gerarchico (tassonomie), non per situazioni e in funzione dell azione 17 utili per conoscere, non per agire: legati alla conoscenza, non all azione

18 VISIONE EMBODIED DEI CONCETTI Concetti = riattivazione del pattern di attivita neurale che si ha durante la percezione e l interazione con oggetti ed entita (Barsalou, 1999: concetti = simboli percettivi) grounded nei processi percettivi e motori Non AAA (Astratti, Amodali, Arbitrari) multimodali, non amodali (Gallese & Lakoff, 2005) dinamici, variano in funzione del contesto, degli obiettivi etc. organizzati in relazione a contesti e situazioni, non secondo relazioni gerarchiche (tassonomie) utili per agire: ruolo adattivo - Assunto sottostante: Knowledge 18 is for acting (Wilson, 2002)

19 PROCESSO DI TRADUZIONE? NO! Stati percettivi traduzione ALBERO foglie, tronco, rami Attivazione neurale Stati percettivi riferimento Registrazione parziale Liste di tratti, frames, schemi, reti semantiche 19 Attivazione neurale Riattivazione parziale Immagini, schemi di immagine, simboli percettivi

20 VISIONE TRADIZIONALE e EMBODIED DEL SIGNIFICATO Memoria semantica: modulare Distinta dai sistemi sensomotori e dalla memoria episodica Amodale Significato per la visione tradizionale = combinazione di simboli AAA tramite regole sintattiche: es. La mela è rossa, la viola è un fiore Significato per la visione embodied: comprensione del significato delle parole come simulazione tramite gli stessi sistemi usati 20 per la percezione e l azione

21 VISIONE EMBODIED: PRODUZIONE DI PROPRIETÀ Wu e Barsalou (2001) Compito: produzione di caratteristiche. 2 condizioni, neutra e immaginativa Materiale: concetti singoli o complessi Risultati: -> produzione delle proprietà interne: es. WATERMELON: prevalenza proprietà esterne (buccia, verde, si compra d estate), HALF WATERMELON: forte presenza proprietà interne (semi, rosso, polpa). Es. apple sliced apple, banana peeled banana I soggetti nelle 2 condizioni producono tratti dello stesso tipo. 21 Preparazione all azione?

22 VISIONE EMBODIED ESTENSIONE DI PAROLE Smith e al., 1992, 2000 etc.: shape bias (dai 2 anni in poi) Estensione di parole nuove: attenzione alla forma. This is a dax. Aggettivo (this is a daxy one): aspetti di superficie Studi con occhi: importanza della tessitura. Giudizi di somiglianza e di funzione: importanza del materiale. Quindi: importanza degli aspetti percettivi (forma) e variabilità. 22

23 VISIONE EMBODIED ESTENSIONE DI PAROLE Smith, 2004: Soggetti: bambini di mesi. Compito: estensione della parola (WUG) Condizioni: 1) azione: a. in verticale, b. in orizzontale; 2) no azione: verticale, orizzontale, statica. Risultati: Tendenza a formare una categoria basata su alternative verticali più che orizzontali quando il movimento verticale enfatizza l asse verticale. Questo e un WUG. Quale dei due oggetti sotto e un WUG? 23

24 VISIONE EMBODIED ESTENSIONE DI PAROLE Smith, 2004: : Con bambini di mesi. Compito: decidere quale oggetto appartiene alla stessa categoria dell esemplare esemplare di partenza. Condizioni: asimmetria (azione tenendo la parte stretta con la mano) ) o simmetria (azione con entrambe le mani sulle due parti): Risultati: : i bambini nella condizione 1 formano categorie che includono molti elementi asimmetrici, nella seconda che includono prevalentemente elementi simmetrici. Quindi: : forma: non fatto pre-dato dato.. La forma percepita si ottiene tramite 24 categorie apprese per mezzo dell azione azione.

25 VISIONE EMBODIED: RICONOSCIMENTO - Stanfield e Zwaan (2001) Compito di riconoscimento lettura frase, poi comparsa figura - Pianto il chiodo nel muro.. (orientamento( del chiodo orizzontale) Pianto il chiodo nel pavimento. (orientamento del chiodo verticale). Presentazione sullo schermo dell immagine dell oggetto (es. il chiodo) ) con lo stesso/diverso orientamento. Tempi 25 di reazione piu veloci se l orientamento collima.

26 VISIONE EMBODIED: EYE TRACKING Michael Spivey et al., 2001 Compiti: immaginazione e costruzione di modelli mentali con eye tracking (rilevazione movimenti oculari). 26 Quando ascoltano una storia o guardando un display bianco o addirittura con gli occhi chiusi i soggetti muovono gli occhi nella direzione corrispondente agli eventi immaginati.

27 VISIONE EMBODIED RICONOSCIMENTO Zwaan, Stanfield, & Yaxley (2002). E1 - Riconoscimento Lettura frase - comparsa dell oggetto valutare se l oggetto è stato menzionato Materiale: coppie di figure: es. uccello con ali chiuse o con ali aperte, uova nel cartone o in pentola, pane a fette o pagnotta. Frasi: es. Il cacciatore vide l aquila nel cielo / nel suo nido Risultati: vantaggio nella condizione congruente. Quindi: Comprendere la frase presuppone rappresentarsi implicitamente la forma degli oggetti. 27

28 VISIONE EMBODIED0 RELAZIONE SEMANTICA Zwaan e Yaxley (2003) Compito: giudizi di relazione semantica forniti con coppie di parole presentate rispettando l ordine iconico o in ordine inverso ATTIC BASEMENT BASEMENT ATTIC Altri es.: ramo-radice, barca-lago, auto-strada, fiamma-candela I risultati, che non sono dovuti all ordine di lettura delle parole, mostrano un vantaggio della condizione iconica. Quindi: le parole attivano una rappresentazione percettiva dei loro referenti. 28

29 VISIONE EMBODIED: DENOMINAZIONE Chao & Martin, 2000 Visione di oggetti afferrabili (es. Martello): attivazione nelle aree premotorie e parietali per afferrare gli oggetti Non per oggetti non afferrabili (es. Edifici, animali, facce) Kellenbach, Brett, & Patterson (2003) 29

30 SIMULAZIONE Simulare significa che vengono reclutati gli stessi sistemi di percezione e azione coinvolti durante la percezione e l interazione con oggetti, significa recupero off-line delle reti neurali coinvolte in operazioni specifiche come percepire o agire (Jeannerod, 2007; Gallese, 2007) 30 Oggetti e azioni con gli oggetti: neuroni canonici e mirror

31 SIMULAZIONE SIMULATION IS NOT DOING: si tratta di un attivazione più debole; comporta in contemporanea l attivazione di un meccanismo per bloccare l output motorio; dato che muscoli e arti non si muovono, la simulazione manca del feedback sensoriale che si ha durante l esecuzione di compiti motori. - Base neurale: neuroni canonici e neuroni mirror 31

32 Neuroni relativi all afferramento, area F5 Neuroni canonici: scaricano durante l esecuzione di azioni orientate a scopi. Rispondono anche all osservazione di oggetti congruenti con l azione che codificano. Rispondono alle proprieta degli oggetti. 32 Rizzolatti & Craighero, 2004

33 Neuroni mirror: scaricano durante l esecuzione di azioni orientate a scopi. Rispondono anche all osservazione di azioni eseguite da altri: risonanza motoria, simulazione 33 Rizzolatti et al., 1996

34 SIMULAZIONE E SPAZIO Frasi che descrivono oggetti Es. :C e una bambola davanti a te Seguite da nomi Compito: decidere se il nome rimanda ad una parte dell oggetto testa piedi SI - asilo NO Parti alte vs. parti basse Risposta andando verso l alto vs. il basso 34 Borghi, Glenberg & Kaschak, 2004

35 SIMULAZIONE E SPAZIO Interazione Collocazione della Parte X Direzione della Risposta nella condizione Movimento: non prevista dalle spiegazioni standard Reactoin Tim es Reaction Times YesisUp YesisDow n Movem ent Condition YesisUp YesisDow n No Movement Condition UpperPart Low erpart UpperPart Low erpart Reaction Time Movement High Part Low Part Yes-is-Up Yes-is-Down Response Direction

36 SIMULAZIONE E SPAZIO Compito: lettura di frasi, poi verifica di parti controllo tramite LSA del tasso di associazione Variabili: azioni interne-esterne, parti interne-esterne, parti vicine-lontane AI Stai guidando un auto PIV - volante, PIV - clacson, PIL sedile posteriore, PIL finestrino posteriore AE Stai dipingendo un auto PEV - cofano, PEV - antenna, PEL - gomme, PEV tubo di scappamento Reaction Times InsidePart OutsidePart Near Far Reaction Times InsidePart OutsidePart Near Far Inside Perspective 36 Borghi,Glenberg & Kaschak, 2004 Outside Perspective

37 SIMULAZIONI E SPAZIO Glenberg e Kaschak, 2002 Compito: valutazione di sensatezza di frasi Frasi che implicano un azione in una direzione: es. Chiudi / apri il cassetto (allontanamento / avvicinamento) Difficoltà dei partecipanti a rispondere premendo un tasto che richiede un movimento nella direzione opposta. Trimmed Mean Reading Time Imperative Away Toward Concrete Transfer Away Toward Abstract Transfer Away Toward 1250 Yes-is-near 37 Yes-is-far 1650 Yes-is-near Yes-is-far Response Direction 1650 Yes-is-near Yes-is-far

38 SIMULAZIONE: SCOPI ED EFFETTORI azioni codificate in termini distali, ovvero degli scopi (v. Hommel, 2001) o anche (e in che misura e a che livello di dettaglio) in termini prossimali, ovvero dei mezzi con cui compiamo le azioni per esempio con che effettore (mano, piede etc.)? 38

39 TEORIA AAP masticare la caramella bocca masticare la caramella mano 39 Si ringrazia Claudia Scorolli

40 TEORIA AAP scartare la caramella mano scartare la caramella mano 40 Si ringrazia Claudia Scorolli

41 TEORIA EMBODIED bocca masticare la caramella mano 41 Si ringrazia Claudia Scorolli

42 TEORIA EMBODIED mano scartare la caramella mano 42 Si ringrazia Claudia Scorolli

43 SIMULAZIONE E EFFETTORI Calciare la palla Lanciare la palla 43 Buccino, Riggio et al., 2005 Aziz-Zadeh & Damasio, in press Hauk, Johnsrude & Pulvermüller, 2004 Scorolli & Borghi, 2007

44 fmri (risonanza magnetica funzionale): i soggetti ascoltano parole riferite a gambe, braccia, volto (es. lick, pick, kick). Eseguono anche movimenti reali: con lingua, dita, piedi SIMULAZIONE ED EFFETTORI Attivazione somatotopica 44 Hauk, Johnsrude, Pulvermüller (2004)

45 SIMULAZIONE ED EFFETTORI Compito: giudicare se una frase e sensata rispondendo con la bocca (microfono) o con il piede destro (pedale). l informazione relativa al tipo di effettore non è rilevante per il compito frasi relative ad azioni con le mani e con la bocca (es. scartare / succhiare la caramella) -I blocco- frasi relative ad azioni con le mani e con i piedi (es. cogliere / calpestare il fiore) -II blocco-. 45 Scorolli & Borghi, 2007

46 RISULTATI Vantaggio delle frasi di bocca rispetto a frasi di mano più ampio nelle risposte con il microfono che con il pedale. Simmetricamente vantaggio delle frasi di piede rispetto a frasi di mano più ampio nelle risposte con il pedale che con il microfono. scartare la caramella succhiare la caramella cogliere il fiore calpestare il fiore Blocco Bocca - Mano Blocco Piede - Mano 730 TR (ms) FrasiBocca FrasiMano 730 TR (ms) FrasiPiede FrasiMano 580 microfono > Bocca pedale > Piede 46 device > Effettore 580 microfono > Bocca pedale > Piede device > Effettore

47 SIMULAZIONE ED EFFETTORI Compito: giudicare se una frase è sensata, premendo un diverso tasto con la mano. Metà dei soggetti: frase sensata risposta mano dominante (destra) Metà: frase sensata risposta mano sinistra. Esp.1.a: azioni con la mano, nell esperimento, Esp.1.b: azioni con la mano e con il piede Esp.1.c: azioni con la mano e con la bocca. 47 Borghi & Scorolli, 2009

48 Frasi: Unimanale - Bimanuale 1000 TR 900 (ms) non sensate s ens ate Compito > Sensatezza manosn manodx lanciare vs. calciare la palla Frasi: Mano - Bocca muovere vs. pulire il mouse 1000 TR 900 (ms) Frasi: Mano - Piede non sensate sensate manosn manodx 1000 TR 900 (ms) non sensate s ens ate Compito > Sensatezza mano sn mano dx schiacciare vs. mordere la mela Compito 48 > Sensatezza

49 SIMULAZIONE, EFFETTORI E SCOPI l elaborazione di frasi attiva una simulazione dell azione che la frase descrive. questa simulazione è specifica: sensibile all effettore coinvolto nell azione espressa dalla frase: differenza tra frasi di piede e bocca all obiettivo espresso dalla frase: vantaggio della mano destra con azioni che si compiono con la mano e con la bocca: scopo comune? 49

50 SIMULAZIONE, SCOPI ED EFFETTORI: QUINDI: Il linguaggio è embodied e si fonda sul sistema sensorimotorio. Quando comprendiamo frasi e verbi ci formiamo una simulazione dettagliata, sensibile a: effettore coinvolto nell azione espressa dalla frase (mano / bocca / piede) e usato per rispondere, scopo espresso dalla frase (mano-bocca) Inoltre questa simulazione è precoce, quindi presumibilmente 50 necessaria per la comprensione.

51 SIMULAZIONE E AFFORDANCES Obiettivo: mostrare con un compito di verifica di parti che a seconda dell azione attivata sono attivate parti diverse -> affordances Vero sia per concetti di artefatti che di tipi naturali? Materiale: Frasi con oggetti di tipi naturali / artefatti, parti afforded / non afforded: La donna distribuisce l arancia-spicchio / polpa Naturale Il ragazzo estrae il libro-dorso / pagina Artefatto Verifica che i risultati non dipendono dall associazione semantica azione parte ma dalle proprietà percettive degli oggetti che possono essere o meno buone affordances per agire RTs affording not affording natural k. artifacts Concept kinds Borghi, 2004

52 SIMULAZIONE E MOVIMENTO Kaschak, Madden, 52 Therriault, Yaxley, Aveyard, Blanchard & Zwaan (2005) Compito: valutazione di sensatezza di frasi presentate acusticamente che descrivevano: movimenti di avvicinamento, L auto si avvicinò a te, di allontanamento, L auto ti lasciò nella polvere, verso l alto, Il razzo partì, verso il basso, I confetti caddero sul corteo. Contemporaneamente: stimoli che riproducevano il movimento nella stessa direzione indicata dalla frase, o nella direzione opposta. Risultati: effetto di interferenza: se congruenza tra movimento cui rimanda la frase e movimento dell immagine, tempi più lunghi. Il movimento influenza la comprensione del linguaggio.

53 SIMULAZIONE ED EMOZIONI Compito: Valuta se la frase e facile da capire o no Condizioni: Penna tra i denti vs. tra le labbra Frasi piacevoli o spiacevoli The college president announces your name, and you proudly step onto the stage. You and your lover embrace after a long separation. The police car rapidly pulls up behind you, siren blaring. Your supervisor frowns as he hands you the sealed envelope. 53 Havas, Glenberg, Becker, & Rinck (2005) Time (msec) to make Easy judgment Pen-in-teeth (smile) Unpleasant Pleasant Pen Condition Pen-in-lips (frown)

54 SIMULAZIONE E EMOZIONI compito: classificare le parole come positive o negative. focus non sul braccio ma sulla postura della mano. 2 condizioni: mano aperta vs. con oggetto in mano (pallina da tennis). risultati: con la mano aperta e vuota, RT piu bassi quando si allontanano oggetti negativi e si raggiungono oggetti positivi lontani. Con la mano piena, RT piu bassi quando si avvicinano oggetti positivi e si allontanano oggetti negativi (Chen & Bargh, 1999). PosNear NegFar PosFar NegNear PosNear NegFar PosFar NegNear Freina, Baroni, Borghi & Nicoletti, in corso di stampa

55 SIMULAZIONE: CONCLUSIONE La comprensione di parole e frasi si fonda sul sistema sensorimotorio (simulazione). La simulazione e sensibile a: Aspetti prossimali (effettore) Scopi delle azioni Organizzazione spaziale Movimento di oggetti Affordance di oggetti Aspetti sociali / relazionali (emozioni) 55

56 PER FINIRE: UN PROBLEMA Le parole astratte (liberta, verita )? Come possono essere spiegate dalle teorie embodied? In cosa differiscono dalle parole concrete? Non elicitano automaticamente informazione motoria. Possono pero attivare situazioni ed esperienze. 56 libertà

57 PROBLEMA: E LE PAROLE ASTRATTE? Compito: definizioni. Partecipanti: dirigenti, sindacalisti, tecnici, studenti universitari. Percentages All concepts situational introspective taxonomic attributive Relations Risultato: le parole astratte rimandano a situazioni. 57 Setti, Borghi & Caramelli, in revisione

58 PROBLEMA: E LE PAROLE ASTRATTE? E1. Compito di verifica di luoghi: concetti sovraordinati e basic (animale, lupo), luoghi distinti in scene e oggetti (foresta, tana). E2, E3. Compito di produzione di luoghi in condizione neutra e immaginativa. Reaction Tim es Superordinate 58 Basic Hierarchical level Scene Object Borghi, Caramelli & Setti, 2005 Stessi risultati nei 2 compiti e nelle 2 condizioni. Concetti sovraordinati: luoghi scene verificati prima e prodotti piu spesso: questo significa che non sono astratti ma attivano una collezione di esemplari concreti.

59 PROBLEMA: E LE PAROLE ASTRATTE? Proposta: le parole astratte sono piu complesse perche non rimandano a oggetti ma a relazioni. Non sono dunque spiegabili SOLO in base all esperienza sensorimotoria ma anche in base all esperienza linguistica. Sono dunque piu difficili da acquisire e per esse l esperienza linguistica ha piu peso, dato che le apprendiamo tramite altre parole, definizioni etc. bottiglia 59 Borghi e Cimatti, sottoposto Liberta?

60 PROBLEMA: E LE PAROLE ASTRATTE? Maggiore influenza delle diverse lingue sulle parole astratte: es. Tempo organizzato in modo verticale in cinese mandarino, non per culture occidentali (Boroditsky). La lingua parlata influenza il nostro modo di pensare. Questo e vero in particolare per le parole astratte. 60