Psicologia cognitiva

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1 Psicologia cognitiva

2 Principali correnti nello sviluppo della psicologia STRUTTURALISMO FUNZIONALISMO TEORIA PSICODINAMICA DI FREUD COMPORTAMENTISMO PSICOLOGIA UMANISTICA RIVOLUZIONE COGNITIVISTA RIVOLUZIONE BIOLOGICA

3 Mente e cervello Ascoltare una lezione: Percezione Emozioni Rappresentazioni nella memoria a lungo termine Codifica Memoria di lavoro Attenzione Processi esecutivi Decision making Cognizione mentale e simulazizone mentale linguaggio

4 Mente e cervello La psicologia cognitiva prende in esame tutte queste attività mentali, che costituiscono la cognizione Cognizione: interpretazione interna o la trasformazione di informazioni archiviate Come studiamo le attività mentali? Cosa intendiamo quando diciamo mente? Intendiamo coscienza? 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?

5 Psicologia cognitiva Neuropsicologia cognitiva Neuroscienze cognitive Scienze cognitive

6 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. 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

7 Antecedenti alla psicologia cognitiva William James (1890): memoria primaria e secondaria Tolman (1932): mappa cognitiva Neuropsicologia: disciplina che studia le basi neurali delle funzioni mentali Noam Chomsky (1957) e la grammatica trasformazionale

8 ripasso stimolo memoria primaria memoria secondaria oblio W. James, 1890; Waugh & Norman, 1968

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10 Antecedenti alla psicologia cognitiva William James (1890): memoria primaria e secondaria Tolman (1932): mappa cognitiva Neuropsicologia: disciplina che studia le basi neurali delle funzioni mentali Noam Chomsky (1957) e la grammatica trasformazionale

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12 Antecedenti alla psicologia cognitiva William James (1890): memoria primaria e secondaria Tolman (1932): mappa cognitiva Neuropsicologia: disciplina che studia le basi neurali delle funzioni mentali Noam Chomsky (1957) e la grammatica trasformazionale

13 RIVOLUZIONE COGNITIVISTA 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. Le persone agiscono perché pensano e se pensano è perchè sono attrezzate per farlo

14 RIVOLUZIONE COGNITIVISTA Oggetto del cognitivismo: Cosa fa una persona, non da intendere come comportamento esterno ma del processo di elaborazione delle informazioni che la persona compie ma lo studio dei processi mediante i quali le informazioni vengono acquisite, trasformate, elaborate, archiviate e recuperate. E possibile accedere a tali processi attraverso diverse modalità, sia da un comportamento esterno che da una introspezione

15 RIVOLUZIONE COGNITIVISTA Studiano il pensiero e lo considerano nelo 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 L individuo risponde alla realtà come se questa fosse non un universo oggettivo, ma il mondo soggettivo dei pensieri interni e dell immaginazione dell individuo Approccio dominante della psicologia

16 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

17 Sistema di elaboratore di informazioni Canale e capacità limitata, la distinzione tra processi seriali e paralleli Broadbent (1958): le attività cognitive sono sequenze seriali di stadi di elaborazione (Atkinson e Shiffrin, 1968)

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19 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..bene Effetto superiorità della parola

20 Effetto di superiorità della parola (Reicher, 1969). K WORK Processo di lettura K,D parallelo/processo OWRK interattivo

21 Effetto superiorità della parola (Reicher, 1969) word d #### k d d #### k ordw d #### k 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

22 Analogia con i computer Hardware (cervello) e software (attività mentale): analogia non precisa L analogia fondamentale è tra i livelli di analisi: information processing

23 RIVOLUZIONE COGNITIVISTA Studio delle attività mentali in termini di elaborazione delle informazioni Le informazioni ricevute attraverso gli organi di senso vengono elaborate e trasformate. input Rappres. interna output

24 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 (elaborazione dell informazione) non può essere sostituito dalla descrizione fisica del cervello Le descrizioni dei vari livelli non possono sostituirsi tra loro perché specificano tipi di cose qualitativamente diverse Però la conoscenza dei vari livelli ci aiuta a capire anche gli altri

25 Rappresentazioni mentali Le rappresentazioni e i processi mentali che permettono di percepire ed elaborare l informazione resa disponibile dall ambiente e dal mondo interiore e che sono alla base del comportamento. Concetto di RAPPRESENTAZIONE CONTENUTO E FORMA PROCESSI ELABORAZIONE DELL INFORMAZIONE

26 Caratteristiche generali delle rappresentazioni cognitive Rappresentazione Qualcosa che sta per qualcos altro Rappresentazione Mondo rappresentante Mondo rappresentato

27 Mondo rappresentato dei rettangoli A B C D Mondo rappresentante dei segmenti; altezza rettangoli Mondo rappresentante dei segmenti; larghezza rettangoli A B C D A B C D

28 Informazioni diverse (altezza e larghezza) possono essere rappresentate dallo stesso sistema (segmenti) Le stesse informazioni possono essere rappresentate in maniera diversa (peso degli uomini: numeri e segmenti) 1 CONTENUTO peso uomini 2 forme: numeri e segmenti 2 CONTENUTI peso uomini altezza rettangoli 1 forma: segmenti

29 Rappresentazioni Esterne Interne Pittoriche Linguistiche Simboliche Distribuite (reti conness.) Analogiche (immagini, modelli mentali) Proposizionali (proposizioni)

30 Esterne Pittoriche Linguistiche 10 Marco 13 Lisa Marco è nello studio 10 Paolo è nello studio 11 Elena è nello studio Paolo corridoio 14 Anna Lisa è nello studio 13 Anna è nello studio 14 Andrea è nelo studio Elena Andrea

31 La bambina va sul monopattino 1. Simboli discreti 1. Non ci sono simboli discreti 2. Esplicita. Simboli per indicare 2. Implicita Relazioni. 3. Grammaticale. 3. Non ci sono regole definite 4. Astratta 4. Concreta

32 FORMA Distinzione tra diversi codici simbolici: rappresentazioni analogiche (immagini visive, Uditive, tattili, etc..) rappresentazioni proposizionali

33 FORMA RAPPR. ANALOGICHE RAPPR. PROPOSIZIONALI SIMILARITA ARBITRARIO CARTINA GEOGRAFICA ITALIA ETICHETTA LINGUISTICA ITALIA

34 Interne Simboliche Analogiche (immagini, modelli mentali) Proposizionali (proposizioni) Rappresentano il contenuto ideativo della mente in una forma che non è specifica per nessun linguaggio e per nessuna modalità sensoriale

35 La natura delle immagini mentali Rotazione mentale Esplorazione delle immagini

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37 Rappresentazioni proposizionali Inte rne Simboliche Ana logiche (immagini, modelli mentali) Proposizionali (proposizioni) Rappresentano il contenuto ideativo della mente in una forma che non Á specifica per nessun linguaggio e per nessuna modalitfl sensoriale

38 Sistema Verbale Italiano Sistema Verbale Inglese Contenuto ideativo della mente: oggetti e relazioni in una forma astratta: non specifica per la lingua o modalità sensoriale Sistema Verbale Francese

39 Il libro è sulla tavola SOPRA (LIBRO,TAVOLO) Calcolo dei predicati Maria ha colpito Gianni con un bastone e il bastone era duro COLPIRE (MARIA, GIANNI, BASTONE) E DURO (BASTONE)

40 Rappresentazioni Esterne Interne Pittoriche Linguistiche Simboliche Distribuite (reti conness.) Analogiche (immagini, modelli mentali) Proposizionali (proposizioni)

41 Rappresentazioni distribuite e connessionismo Modelli computazionali costituiti da reti di unità simili ai neuroni Non fanno ricorso ad entità simboliche quali le proposizioni: rappresentazioni distribuite Teorie che hanno una corrispondenza diretta con il substrato neurofisiologico

42 Rappresentazioni mentali Le rappresentazioni e i processi mentali che permettono di percepire ed elaborare l informazione resa disponibile dall ambiente e dal mondo interiore e che sono alla base del comportamento. Concetto di RAPPRESENTAZIONE CONTENUTO E FORMA PROCESSI ELABORAZIONE DELL INFORMAZIONE

43 Dai neuroni al comportamento Reti neurali artificiali o reti connessioniste (programmi di computer) che simulano le capacità cognitive ed il comportamento umano Come si passa dai neuroni al comportamento?

44 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 segnale ciò che ha rilevato attraverso la sua frequenza di scarica I neuroni inoltre ricevono le scariche da altri neuroni ai quali sono connessi

45 neuroni

46 Rete neurale Funzione sigmoide attivazione Input al neurone

47 ARCHITETTURA DELLA RETE NEURALE

48 RETE PER RICONOSCERE I COLORI

49 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)

50 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.

51 Tipi di modelli computazionali Le reti semantiche Le reti connessioniste..nuovo paradigma (modelli computazionali) verso vecchio paradigma (diagrammi di flusso)

52 Da Collins Luthus (1975) MATITA.1 GATTO.5 CANE.3 PESCE

53 Small World Network, Steyvers and Tenenbaum

54 PRIMING Compito: leggere ad alta voce prime CANE target GATTO TR più veloci MATITA GATTO

55 ELABORAZIONE MENTALE Per capire come funzionano le rappresentazioni dobbiamo considerare i processi (riconoscere il suono di un ambulanza) Un processo è una trasformazione dell informazione che obbedisce a principi ben definiti per produrre uno specifico output quando viene fornito uno specifico input (computer tasto 4, lettura di parole) Una rappresentazione mentale è una rappresentazione che comunica un significato all interno di un sistema di elaborazione (o processamento). Un sistema che include diversi processi e diverse rappresentazioni Concetto di modulo Concetto di algoritmo (seriali e paralleli)

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57 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. 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

58 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. 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

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60 Metodi per lo studio dei processi cognitivi La psicofisica La cronometria mentale Il metodo sottrattivo di Donders ( ) L effetto stroop L esperimento di Sternberg

61 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)

62 Effetto stroop Rosso verde blu nero Giallo blu verde rosso Nero verde giallo rosso incongruente xxxxx xxxxx xxx xxxx xxxxxx xxx xxxxx xxxxx xxxx xxxxx xxxxxx xxxxx Rosso verde blu nero verde giallo rosso blu nero verde giallo rosso neutra congruente

63 L esperimento di Sternberg

64 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. 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

65 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. 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

66 Neuropsicologia cognitiva

67 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..)

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