Emozioni e ragione: il ruolo del Sistema Nervoso Centrale (parte 2)

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1 Emozioni e ragione: il ruolo del Sistema Nervoso Centrale (parte 2) Corso di Modelli di Computazione Affettiva Prof. Giuseppe Boccignone Dipartimento di Informatica Università di Milano boccignone@di.unimi.it Giuseppe.Boccignone@unimi.it Repubblica, 28 ottobre 2015

2 rischiare, Il ruolo delle aree frontali rischiare, Il ruolo delle aree frontali

3 Critica della ragion pura //la decisione Qualsiasi processo di decisione si fonda su un ragionamento, implicito o esplicito, che, sulla base della valutazione delle informazioni disponibili, porta alla formulazione di un giudizio che motiva la scelta tra più opzioni possibili

4 Critica della ragion pura //la decisione Es: quale opzione scegliere tra le seguenti possibilità? a) lanciare una moneta e vincere 100 euro se esce testa oppure non vincere niente se esce croce b) scegliere una fra tre buste chiuse contenenti rispettivamente 90, 30 e 15 euro Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Es: quale opzione scegliere tra le seguenti possibilità? rappresentiamo i guadagni possibili nei due giochi con le variabili aleatorie X e Y evento 1 evento 2 evento 1 evento 2 evento 3

5 Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Consideriamo il valore atteso E[X]: evento 1 evento 2 x1 evento 1 x2 evento 2 evento 3 y1 y2 y3 Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Consideriamo il valore atteso E[X]:

6 Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Consideriamo il valore atteso E[X]: L opzione da scegliere sarebbe la prima anche se la seconda consente di non perdere mai. Se infatti il gioco fosse ripetuto un numero elevato di volte, il giocatore vincerebbe di più scegliendo la prima. Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Nella teoria classica delle decisioni razionali e nell economia, la teoria dell utilità attesa sostituisce il concetto di valore atteso con quello di utilità attesa valore atteso: valore obiettivo e quantificabile derivante da una scelta utilità attesa: valore soggettivo derivante dall esito di un opzione (Bernoulli, 1739) utilità: la misura della felicità o soddisfazione individuale rispetto al valore considerato

7 Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative Nella teoria classica delle decisioni razionali e nell economia, la teoria dell utilità attesa sostituisce il concetto di valore atteso con quello di utilità attesa Von Neumann e Morgenstern (1947) hanno dimostrato che se gli individui rispettano alcuni assiomi razionali le loro scelte possono portare alla massimizzazione dell utilità attesa Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative 1. principio della transitività delle preferenze: se si preferisce A a B e B a C, allora si deve preferire A a C. Se si preferiscono le rose ai papaveri e i papaveri ai tulipani, allora si devono preferire le rose ai tulipani 2. principio di indipendenza: la preferenza fra A e B non deve dipendere dai casi in cui le due opzioni portano allo stesso esito. Se sia che Marta scelga di andare al cinema sia che scelga di andare a teatro, tornerà tardi la sera, allora la scelta di Marta fra il cinema e il teatro deve essere indipendente dall esito tornare tardi.

8 Critica della ragion pura //la decisione: teorie normative 3. principio della dominanza: se l opzione A è ritenuta migliore dell opzione B per un aspetto e pari all opzione B per tutti gli altri aspetti considerati, l opzione A deve essere preferita a B. Se il pullover A ha un colore che mi piace di più di quello del pullover B ed ha la stessa qualità e lo stesso prezzo del pullover B, devo preferire il primo al secondo. 4. principio dell invarianza: la preferenza per un opzione rispetto ad un altra non deve essere modificata dal modo in cui le due opzioni sono confrontate. Se preferisco le rose ai papaveri,continuerò a preferirle sia che mi vengano mostrate prima le rose e poi i papaveri sia nel caso inverso Critica della ragion pura //la decisione: teorie descrittive Numerosi studi empirici hanno mostrato che quando le persone decidono violano gli assiomi previsti dalla teoria dell utilità attesa I modelli elaborati nell ambito dell approccio descrittivo, a partire dalla constatazione della discrepanza tra la scelta ottimale dal punto di vista teorico e quelle effettivamente operate dai soggetti sia nella vita quotidiana sia in sede sperimentale, hanno teso a descrivere i meccanismi cognitivi che presiedono alle scelte reali

9 Critica della ragion pura //la decisione: Kahneman e Tversky L approccio alla decisione di Kahneman e Tversky (1972, 1973, 1974, 1979, 1983) si inquadra nel tentativo di rendere conto delle ragioni per cui le persone si discostano dai principi logici e razionali nella maggior parte dei processi di pensiero: il problem solving, la valutazione delle probabilità, il giudizio, la decisione ecc. L ipotesi teorica complessiva è quella secondo cui tali processi avvengono sulla base di euristiche che comportano la possibilità di biases Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Le euristiche (εὑρίσκω, scopro, trovo ) nell accezione di Tversky e Kahneman (1972, 1973, 1974, 1983), rappresentano strategie mentali adottate per far fronte a problemi complessi algoritmo: consiste in una serie di regole esplicite che, seguite in modo sistematico, portano alla soluzione corretta di un problema euristiche servono a guidare la ricerca degli elementi da considerare per formulare un giudizio o delle azioni da compiere per risolvere un problema

10 Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche algoritmo: applicato solo a problemi ben definiti e formalizzati euristiche: scorciatoie veloci e flessibili che consentono risparmio di tempo e di lavoro cognitivo, ma che comportano il rischio di errori sistematici (bias) nel ragionamento proprio in virtù della selezione intuitiva di alcune informazioni a discapito di altre Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della disponibilità:, la probabilità di un evento o la numerosità di una classe di oggetti è valutata in funzione della facilità con cui casi o esempi vengono richiamati alla mente, perché più disponibili in memoria. Esperimento di Tversky e Kahneman (1974): dati elenchi di oggetti di cui alcuni sono più familiari di altri ma meno numerosi, qual è la stima della grandezza delle relative classi? I soggetti tendono a sovrastimare la grandezza della classe che contiene esempi più familiari

11 Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della disponibilità:, la probabilità di un evento o la numerosità di una classe di oggetti è valutata in funzione della facilità con cui casi o esempi vengono richiamati alla mente, perché più disponibili in memoria. Nisbett e Ross (1980): alla richiesta di stimare la percentuale di disoccupazione, gli occupati tendono a sottostimare il tasso di disoccupazione al contrario di quanto fanno i disoccupati. Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della rappresentatività: per rappresentatività si intende una valutazione del rapporto esistente tra un campione e l universo di riferimento, tra un esempio e una categoria, usata per stimare la probabilità che un oggetto appartenga a una certa classe (analogia col concetto di somiglianza o di corrispondenza con uno stereotipo) o che un evento avvenga in conformità con una certa ipotesi (traducibilità in termini di causalità: un azione è rappresentativa di una persona in quanto ha le caratteristiche per compierla).

12 Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della rappresentatività: porta sovente a trascurare altri elementi di valutazione, quali la presa in considerazione della probabilità a priori, la dimensione del campione da cui è tratto l evento, l indipendenza di ogni evento dal precedente e dal successivo in una serie casuale ecc. L'esempio classico è la situazione nella quale si lancia una moneta per 10 volte e si ottengono 10 teste: seguendo l'intuito ci si aspetta che all'undicesimo lancio il risultato sia croce con maggior probabilita (anche se questo ragionamento non ha fondamenti statistici) Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della rappresentatività: Esperimento di Kahneman e Tversky (1973): Il 70% dei partecipanti ad un congresso è costituito da giornalisti, mentre il 30% da ingegneri. Tom è notevolmente intelligente, mentre non brilla per creatività. Manifesta necessità di ordine e chiarezza e predilige situazioni ben strutturate e chiare in cui ogni dettaglio si trova nel posto appropriato. La sua scrittura è piuttosto noiosa e meccanica, occasionalmente ravvivata da qualcosa come giochi di parole e da lampi di immaginazione vivida. Ha una forte propensione a manifestare competenza in ciò che fa. Sembra dimostrare poco interesse e simpatia per la gente e non ama molto interagire con gli altri. Alla luce di questi dati, qual è la probabilità che Tom sia un ingegnere?

13 Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della rappresentatività: Esperimento di Tversky e Kahneman (1974): dati due campioni di differenti dimensioni, è più probabile che eventi che si discostano dalla media accadano nell uno o nell altro? Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica della rappresentatività: Esperimento di Tversky e Kahneman (1974): dati due campioni di differenti dimensioni, è più probabile che eventi che si discostano dalla media accadano nell uno o nell altro? Solo il 25% dei soggetti rispondeva correttamente, considerando che il campione più piccolo è meno rappresentativo della popolazione a cui si riferisce

14 Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: euristiche Euristica di ancoraggio e accomodamento: dovendo fornire una valutazione o una stima di un fenomeno, si utilizza un punto di riferimento noto in base al quale aggiustare successivamente la valutazione ipotizzata. In virtù del valore basso o alto dell ancora, si tende a sottostimare o a sovrastimare i valori successivi. Consideriamo per esempio le due seguenti successioni numeriche: 20 x 19 x 18 x 17 x 16 x 15 x 14 x... x 2 2 x 3 x 4 x 5 x 6 x 7 x 8 x 9 x10 x11 x...x 20 Si tende ad assegnare alla prima il prodotto più elevato Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: teoria del prospetto La nozione di valore sostituisce quella di utilità: l utilità è definita in termini di vantaggi o benessere conseguiti, il valore V è definito in termini di guadagni e di perdite rispetto a un punto assunto come riferimento neutro (setting point). Due punti chiave: peso che ogni esito ha nella valutazione dell individuo Framing: il frame o contesto influenza le decisioni delle persone le quali analizzano la situazione che si trovano a dover risolvere basandosi sulle euristiche viste prima Avversione alle perdite: generalmente, per la maggior parte delle persone, l'avversione alla perdita supera il desiderio del guadagno.

15 rischiare, Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: teoria del prospetto pv se rispetto al punto di riferimento un esito viene considerato un guadagno, la funzione del valore sarà una curva concava e il decisore tenderà a non rischiare, Prospect value se l esito viene considerato una perdita, la funzione del valore sarà una curva convessa e il decisore sarà più propenso alle scelte rischiose peso che ogni esito ha nella valutazione dell individuo La pendenza diminuisce man mano che ci si allontana dal punto neutro (dato dall incrocio degli assi), il che vuol dire che, sia per le perdite che per i guadagni, una stessa variazione di valore è avvertita soggettivamente come più rilevante se si è vicini al punto neutro rispetto a quando ce ne si allontana rischiare, Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: teoria del prospetto Dilemma dell epidemia: potrebbero morire 600 persone Frame 1 - Piano A: 200 persone saranno sicuramente salvate -Piano B: saranno salvate 600 persone con 1/3 di probabilità e nessuno si salverà con 2/3 di probabilità Frame 2 -Piano C: 400 persone sicuramente moriranno -Piano D: nessuno morirà con 1/3 di probabilità e 600 persone moriranno con 2/3 di probabilità

16 rischiare, Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: teoria del prospetto Dilemma dell epidemia: scelte effettuate Frame 1 - Piano A: 200 persone saranno sicuramente salvate - Piano B: saranno salvate 600 persone con 1/3 di probabilità e nessuno si salverà con 2/3 di probabilità avversione al rischio Frame 2 - Piano C: 400 persone sicuramente moriranno - Piano D: nessuno morirà con 1/3 di probabilità e 600 persone moriranno con 2/3 di probabilità propensione al rischio rischiare, Critica della ragion pura //Kahneman e Tversky: teoria del prospetto Frame 1 - Piano A: 200 persone saranno sicuramente salvate - Piano B: saranno salvate 600 persone con 1/3 di probabilità e nessuno si salverà con 2/3 di probabilità Frame 2 - Piano C: 400 persone sicuramente moriranno - Piano D: nessuno morirà con 1/3 di probabilità e 600 persone moriranno con 2/3 di probabilità

17 Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico Somatic markers (SM) are a special instance of feelings generated from secondary emotions. Those emotions and feelings have been connected by learning to predicted future outcomes of certain scenarios. When a negative SM is juxtaposed to a particular future outcome the combination functions as an alarm bell. When a positive SM is juxtaposed instead, it becomes a beacon of incentive. This is the essence of the SMH...on occasion SMs may operate covertly (without coming to consciousness) and may utilize an as-if-loop. (Damasio,The somatic marker hypothesis and the possible functions of the prefrontal cortex. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 1996). Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico AUTONOMIA / LIVELLI DI CONTROLLO CONTROLLO RIFLESSIVO / COGNITIVO immagini della situazione ambiente Goals esterni anticipazioni ragionamento azione percezione PROCESSI INTERATTIVI CONTROLLO EMOTIVO opzioni d azione decisione attivazione di esperienze emotive precedenti emozioni motivazioni PROCESSI COSTITUTIVI CONTROLLO VISCERALE REGOLAZIONE OMEOSTATICA metabolismo Goals interni confine del corpo situato nell ambiente

18 Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico SMH: quale meccanismo? Damasio,The somatic marker hypothesis and the possible functions of the prefrontal cortex. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B Biol. Sci., 1996 Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Interpreta situazioni socialmente complesse nel contesto di scelte personali che inducono emozioni Interazioni sociali: la corteccia orbitofrontale valuta il rischio e induce prudenza e moralità nei comportamenti Il caso di Phineas Gage

19 Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Interpreta situazioni socialmente complesse nel contesto di scelte personali che inducono emozioni Interazioni sociali: la corteccia orbitofrontale valuta il rischio e induce prudenza e moralità nei comportamenti Il caso di Phineas Gage Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Interpreta situazioni socialmente complesse nel contesto di scelte personali che inducono emozioni Interazioni sociali: la corteccia orbitofrontale valuta il rischio e induce prudenza e moralità nei comportamenti Il caso di Phineas Gage

20 Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Interpreta situazioni socialmente complesse nel contesto di scelte personali che inducono emozioni Interazioni sociali: la corteccia orbitofrontale valuta il rischio e induce prudenza e moralità nei comportamenti Il caso di Eadweard J. Muybridge Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Il lavoro di Damasio mette in evidenza che la lesione di Phineas Gage e collocata nella regione orbito/frontale, subito dietro agli occhi. In particolare per Phineas Gage vi fu una recisione dell'area ventro-mediale (VMPFC). Questi soggetti hanno quoziente intellettivo normale o superiore alla media, ma dimostrano problemi relativi a: comportamento sociale (si parla di sociopatia acquisita) utilizzo di euristiche nelle decisioni: si perdono in lunghissimi ed interminabili ragionamenti anche per affrontare le piu semplici decisioni quotidiane capacità di prevedere/valutare le conseguenze delle proprie azioni

21 Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale Emozioni e ragione //il ruolo della corteccia orbitofrontale

22 Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico Somatico: sistema muscolo-scheletrico + sistema viscerale + SNA ( in pratica considera uno stato del corpo) Premesse: A. Ragionamento e decisione hanno diversi livelli di rappresentazione. Questi possono essere livelli consci o insconsci. B. Le operazioni mentali, per essere tali, richiedono: attenzione e memoria C. La conoscenza su cui operiamo è memorizzata in forma disposizionale (ovvero con una codifica implicita e non topografica: delle tabelle che puntano ad altri siti del cervello) Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico Diversi livelli di conoscenza: 1. Processi bio-regolatori e stati somatici: processi del corpo; 2. Conoscenza fattuale: fatti, eventi, oggetti (tipicamente cognitiva, conoscenza razionale) 3. Collegamenti: collegamenti tra 1 (stati somatici) e 2 (conoscenza fattuale);equivalente all esperienza individuale; 4. Metaconoscenza: conoscenza sui livelli 1 (stati somatici), 2 (conoscenza fattuale) e 3 (collegamenti tra 1 e 2).

23 Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico Induttori: 1. Primari: stimoli emotigeni (piacere, dolore) innati o appresi che elicitano una risposta somatica immediata (il serpente) 2. Secondari: entità generate dalla riattivazione di un ricordo di un induttore primario, che elicita una risposta somatica Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico induttori primari stato somatico memory records in high order association cortices early sensory, cortices thalamus Amygdala hypothalamus, autonomic brainstem nuclei ventral striatum periacqueductal gray (PAG) induttori secondari memory records in high order association cortices early sensory, cortices thalamus VMPFC stato somatico neural patterns related to the conscious feeling ( insula/sii, SI) neural patterns related to the non-conscious feeling (brainstem nuclei) effector structures that execute the somatic state

24 Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico l amigdala attiva stati somatici da induttori primari la VMPC attiva stati somatici da induttori secondari durante la decisione gli stati somatici sono attivati da induttori primari o secondari. Il segnale di feedback è il sostrato per il feeling dello stato emotivo (Insula, SI) e per il decision bias (ACC, StrI Emozioni e ragione //Damasio: l ipotesi del marcatore somatico

25 Emozioni e ragione //Un esempio: la tossico-dipendenza rilascio di dopamina Emozioni e ragione //Un esempio: la tossico-dipendenza

26 Emozioni e ragione //Damasio: emozione e feeling I do have a problem with the notion that only limbic system structures are seen as relevant for emotion; or that emotion and feeling are seen as happening within the limbic system; or that the results of emotion and feeling are thus relevant only within the limbic system. Numerous structures outside of limbic system are involved in processing emotion and feeling. The list includes: a. the prefrontal cortices, especially those in the ventral and medial sectors and, more broadly, in the orbital sector; b. it also includes the somatosensory cortices, by which I refer not just to S1 in the rolandic region but also to S2 and to insular cortices; c. monoamine nuclei in the brain stem; d. periacqueductal gray; and e. other nuclei both in the brain stem and spinal cord

27 Emozioni e ragione //l ipotesi di Damasio AUTONOMIA / LIVELLI DI CONTROLLO CONTROLLO RIFLESSIVO / COGNITIVO valutazione dello stimolo percezione corpo ambiente Goals esterni azione percezione PROCESSI INTERATTIVI CONTROLLO VISCERALE PROCESSI COSTITUTIVI REGOLAZIONE OMEOSTATICA riflessi di base risposte immunitarie metabolismo Goals interni confine del corpo situato nell ambiente Emozioni e ragione //l ipotesi di Damasio AUTONOMIA / LIVELLI DI CONTROLLO CONTROLLO RIFLESSIVO / COGNITIVO riflessione ambiente Goals esterni CONTROLLO EMOTIVO azione percezione PROCESSI INTERATTIVI sentimenti emozioni CONTROLLO VISCERALE REGOLAZIONE OMEOSTATICA piacere dolore riflessi di base risposte immunitarie metabolismo drives e motivazioni Goals interni confine del corpo situato nell ambiente PROCESSI COSTITUTIVI

28 Il cervello complesso: Pessoa //Dai moduli all integrazione Il cervello complesso: Pessoa //Integrazione: percezione

29 Il cervello complesso: Pessoa //Integrazione: percezione Il cervello complesso: Pessoa Integrazione: controllo azione

30 Il cervello complesso: Pessoa Integrazione: modelli Il cervello complesso: Pessoa Specializzazione vs. integrazione