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1 Psicologia Anno Accademico 2007-2008 Anna Borghi Sito web:

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Presentazione sul tema: "1 Psicologia Anno Accademico 2007-2008 Anna Borghi Sito web:"— Transcript della presentazione:

1 1 Psicologia Anno Accademico Anna Borghi Sito web:

2 2 Contatti Orario di ricevimento: giovedi’ ore Presso: Dipartimento di Psicologia, Viale Berti Pichat 5 Tel. Studio: Sito web:

3 3 Cosa ci si aspetta da uno/a studente/ssa  Avere una preparazione di base sui principali orientamenti in psicologia  Avere una preparazione di base sui principali processi cognitivi  Avere una preparazione di base sui principali paradigmi sperimentali usati in psicologia  Sapere come si fa una ricerca in psicologia e come si progetta un esperimento – sapere come fare un disegno sperimentale, come manipolare variabili, come selezionare un campione di soggetti, come individuare la procedura  Importante: Per sostenere l ’ esame è necessario partecipare ad un esperimento in laboratorio.

4 4 Esame L'esame sarà scritto. Domande con risposte aperte che richiederanno di:  a. illustrare criticamente i principali temi affrontati durante il corso;  b. applicare le conoscenze acquisite per risolvere casi e/o problemi quotidiani;  c. applicare le conoscenze metodologiche acquisite per "simulare" la progettazione di nuove ricerche sperimentali;  d. applicare le conoscenze metodologiche acquisite per valutare criticamente e individuare i limiti di studi sperimentali. Per poter svolgere l'esame occorre aver preso parte ad un esperimento di laboratorio.

5 5 Cosa faremo durante la prima settimana  L’oggetto del corso  Cenni di storia della psicologia: le principali scuole  Confronto tra prospettive attuali in psicologia: cognitivismo e connessionismo  Confronto tra modi per studiare il comportamento: metodo osservativo, sperimentale, computazionale  Il metodo sperimentale  Le basi biologiche della psicologia: cenni  Reti neurali e connessionismo

6 6 Che cos’e’ la psicologia e che cosa studia Una definizione: “ studio scientifico del comportamento e dei processi mentali ”. Espansione del concetto di “ comportamento ” per includere pensiero, emozioni, stati di coscienza Psicologia cognitiva: ha a che fare con l ’ informazione che percepiamo, apprendiamo, ricordiamo, pensiamo. Principali processi cognitivi:  Percezione,  attenzione e coscienza,  memoria,  immaginazione,  pensiero,  linguaggio,  conoscenza,  emozioni

7 7 Le principali scuole di psicologia 1879: primo laboratorio di psicologia a Lipsia - Wundt. Introspezione.  Comportamentismo - USA e Russia, anni ‘ 10-anni ’ 50. La psicologia come la vede il comportamentista è una branca sperimentale puramente oggettiva delle scienze naturali (Watson, 1913).  Cognitivismo - Scuola dominante a partire dagli anni ’ 50. L ’ organismo ha in testa un modello in scala ridotta della realt à esterna e delle proprie azioni possibili. (k.Craik, 1947) Il compito di uno psicologo che cerca di comprendere la cognizione umana e ’ analogo a quello di un uomo che cerca di capire come funziona un computer. (Neisser, 1966)  Connessionismo - dalla seconda meta ’ degli anni ’ 80. Il nostro desiderio è quello di sostituire alla «metafora del calcolatore» la «metafora del cervello» come modello di mente (Rumelhart, 1986).

8 8 STIMOLIRISPOSTE STIMOLIRISPOSTE STIMOLIRISPOSTE Le principali scuole di psicologia

9 9 Il Comportamentismo: il ruolo della psicologia  (1) La psicologia e’ la scienza del comportamento. La psicologia non e’ la scienza della mente.  (2) Il comportamento può essere descritto e spiegato senza far riferimento a eventi mentali o ai processi psicologici interni. Le fonti del comportamento sono esterne (nell’ambiente), non interne (nella mente).  (3) Nel corso dello sviluppo delle teorie in psicologia, se vengono impiegati termini o concetti mentali per descrivere o spiegare il comportamento, allora:  (a) o questi termini o concetti devono essere eliminati e sostituiti da termini comportamentali  (b) oppure devono essere tradotti o parafrasati in concetti comportamentali.

10 10 Il Comportamentismo: concezione della mente, metodo, temi  Concezione della mente  Mente = scatola nera – antimentalismo, comportamento spiegabile in base a catene di stimolo-risposta – S-R Esempio: linguaggio per Skinner e per Chomsky.  Metodo  Esigenze epistemologiche: oggettivit à, osservabilit à, quantificazione Uso del metodo sperimentale. Rifiuto dell ’ introspezione Psicologia animale utile per lo studio della psicologia umana.  Principali temi di studio  Interesse per l ’ apprendimento (anti-innatismo) e la soluzione di problemi.

11 11 Il cognitivismo: concezione della mente, metodo, temi  Concezione della mente Mentalismo: mente tra stimolo e risposta Individuo come elaboratore di informazione. HIP human information processing. Mente (= software) indipendente dall ’ hardware (= cervello, corpo) Traduzione dei processi esterni in simboli: rappresentazione Diagrammi di flusso che descrivono il percorso dell ’ informazione - elaborazione sequenziale, a stadi  Metodo Uso del metodo sperimentale, esperimenti di laboratorio Cronometria mentale: tempo di elaborazione  Principali temi di studio Processi cognitivi: percezione pensiero memoria linguaggio Meno interesse per l ’ apprendimento: innatismo

12 12 Il connessionismo: i principi  Nuovo paradigma? Principi chiave:  rilevanza dell ’ hardware (cervello, corpo);  parallelismo: (Rumelhart e McClelland, 86) – PDP Paralled Distributed Processing  rappresentazione sub-simbolica: definizione esclusivamente quantitativa dei fenomeni;  strumento: simulazioni al computer.  Connessionismo classico: es. PDP  Vita Artificiale (ecologismo, interesse per la cultura e per i fenomeni collettivi).

13 13 La cognizione “embodied” (incarnata): alcuni principi  Centralit à dell ’ azione per la conoscenza: “ Knowing is for acting ” (Wilson)  Cognizione fondata sui processi sensomotori  Cognizione costruita in modo attivo, tramite l ’ interazione organismo / ambiente  Conoscenza variabile in funzione del tipo di corpo/organismo e della nostra interazione con l ’ ambiente

14 14 Cognizione situata e distribuita: alcuni principi Hutchins, 1995, Cognition in the wild:  I nostri processi cognitivi si estendono all’esterno della nostra mente  Il nostro uso dello spazio e degli strumenti/utensili funge da complemento per la nostra capacità mentale  Analisi degli artefatti e dello spazio per vedere come supportano le attività cognitive umane

15 15 STIMOLIRISPOSTE Cognitivismo. S-software-R

16 16 STIMOLIRISPOSTE Connessionismo. S-cervello-R

17 17 STIMOLIRISPOSTE Cognizione incarnata (embodied). S- cervello/corpo-R

18 18 STIMOLIRISPOSTE Cognizione distribuita. S- cervello/corpo/ambiente-R Mente estesa

19 19 Cognitivismo e connessionismo a confronto: simboli o sub.-simboli? Elemento comune: Mente = sistema computazionale Computazionale = sistema con input e output e insieme di strutture e processi che trasformano gli input in output. Quali tipi di computazioni caratterizzano la mente? Cognitivismo: computazioni simboliche basate su regole esplicite – sequenzialita ’ – es. computer Connessionismo: computazioni non-simboliche e basate su leggi fisico-matematiche – parallelismo -es. cervello.

20 20 Connessionismo: La mente non opera in modo sequenziale e simbolico ma in modo parallelo e sub-simbolico (attivazione di microcaratteristiche). Es. L ’ acqua e ’ liquida, ma le singole molecole che la compongono no. Analogamente i processi cognitivi sono fenomeni macroscopici, emergenti dall ’ azione di molti costituenti. Sub-simbolico: Le rappresentazioni sono distribuite su piu ’ unita ’, e la stessa unita ’ puo ’ partecipare a diverse rappresentazioni. Cognitivismo e connessionismo a confronto: simboli o sub.-simboli?

21 21 Cognitivismo e connessionismo a confronto: l’innatismo Cognitivismo: Innatismo Alcuni contenuti sono innati. Moduli specifici per date funzioni e dati contenuti. Evidenze Evidenze: Psicologia evolutiva: teorie innate dei bambini, Neuroscienze: modularit à a livello cerebrale – studi sulle lesioni, Antropologia cognitiva es. tassonomie universali dei tipi naturali (Atran, 1998) Connessionismo e visione “ embodied ” : tra innatismo ed empirismo Rifiuto dell ’ idea empirista della mente come “ tabula rasa ” Ma ruolo centrale dell ’ apprendimento: innatismo di meccanismi, NON di contenuti Conoscenza = patterns specifici di connessioni sinaptiche nel cervello. Nessuna forma di conoscenza di livello superiore è innata. Evidenze: plasticita ’ cerebrale

22 22 Cognitivismo e cognizione “embodied” a confronto  Cognitivismo: computer metafora della mente  Visione embodied: ambiente e corpo – è l’azione a vincolare i processi cognitivi.  Cognitivismo: si comprende la cognizione concentrandosi sui processi interni degli organismi  Visione embodied: si comprende la cognizione studiando le interrelazioni tra mente, corpo e ambiente  Cognitivismo: primato della computazione  Visione embodied: primato dell’azione diretta a scopi  Cognitivismo: rappresentazione di natura simbolica  Visione embodied: rappresentazioni fondate sui processi sensomotori

23 23 Cognitivismo e cognizione “embodied” a confronto Teorie tradizionali: Separazione percezione – azione – cognizione; Assunto: la percezione avviene nello stesso modo indipendentemente dal tipo di risposta Ma: non e’ una visione adattiva – Teoria embodied – Circolarita’ percezione-azione- cognizione. percezioneazione azione cognizione percezione

24 24 Avanguardie: la psicologia del XXI secolo: approcci interdisciplinari  Neuroscienza cognitiva: studio di come il cervello realizza le attività mentali. Compiti cognitivi, tecniche di neuroimaging. Neuroscienza affettiva e neuroscienza sociocognitiva.  Psicologia evoluzionistica: studio della base genetica dei processi psicologici, che in passato hanno aumentato le nostre possibilità di sopravvivenza e riproduzione. Es. obesità: favoriti gli organismi tendenti a sovra-alimentarsi?  Psicologia culturale: studio di come la cultura di appartenenza influenza rappresentazioni e processi psicologici degli individui che ne fanno parte.

25 25 Modi per studiare il comportamento oggi 1. Approccio ecologico: metodi osservativi Osservazione diretta: osservazione naturalistica del comportamento. Es. primati nel loro ambiente. Per capire la cognizione va compreso l ’ ambiente e vanno studiati i comportamenti naturali Limiti Limiti: troppo descrittivo, non isola i fenomeni interessanti, assenza di controllo sperimentale Inchiesta: es. per conoscere opinioni politiche etc. Rappresentativit à del campione cruciale. Limiti Limiti: effetti di desiderabilit à sociale, non corrispondenza tra quanto si afferma e il proprio comportamento.

26 26 Modi per studiare il comportamento oggi 2. Approccio computazionale: simulazioni al computer Metodo simulativo: creazione di simulazioni del comportamento Per capire un fenomeno dobbiamo essere in grado di riprodurlo (simulazioni con il computer, robotica) Vantaggio: controllo totale delle variabili di interesse limiti: incerta la generalizzazione alla vita quotidiana, a volte assunzione di meccanismi non empiricamente testati nella vita quotidiana, limiti legati alle potenzialit à di hardware e software, possibilit à che le simulazioni non riflettano le modalit à di pensiero del cervello umano

27 27 Modi per studiare il comportamento oggi 3. Approccio psicobiologico Studio del cervello umano e di animali, studi su pazienti (lesioni cerebrali), metodi di visualizzazione dell ’ attivit à cerebrale Per capire un fenomeno / un comportamento dobbiamo essere in grado di coglierne le basi neurofisiologiche. limiti: Difficolt à di accesso ai pazienti (es. lesioni), Costo delle strumentazioni, Campioni piccoli, difficile generalizzare, Difficile generalizzare dai pazienti ai “ normali ”

28 28 Modi per studiare il comportamento oggi 4. Approccio di laboratorio – Metodo sperimentale: Esperimenti controllati, Metodo sperimentale Per capire un fenomeno dobbiamo studiarlo in condizioni controllate (spesso, ma non necessariamente, in laboratorio) in modo da isolarne le variabili rilevanti limiti limiti: incerta la generalizzazione alla vita quotidiana, il laboratorio e ’ un mondo a se ’

29 29 Modi per studiare il comportamento 5. Altri metodi Studio di casi singoli: utile in certi ambiti (sviluppo, neuropsicologia), elevata validit à ecologica e analisi dettagliate limiti limiti: piccole dimensioni dei campioni, incerta la generalizzabilit à ad altri Protocolli introspettivi, diari etc.: utile per accedere a informazioni soggettive altrimenti non disponibili limiti limiti: possibili discrepanze tra quanto si riporta e i processi reali, impossibilit à di riportare processi non consapevoli  Possibile (auspicabile) l ’ integrazione di piu ’ metodi

30 30 Il metodo sperimentale: come condurre una ricerca Fase 1. Formulazione di un ’ ipotesi sulla base di una teoria. Ipotesi scientifica: “ Se facciamo certe osservazioni in certe condizioni, e una data teoria e ’ esatta, allora dovremmo ottenere i seguenti risultati. ” es. Metodo di apprendimento. Fase 2: realizzazione di un esperimento: si manipolano delle variabili e si compiono misurazioni per scoprire relazioni tra variabili Fase 3: conferma o rifiuto empirici dell ’ ipotesi. Validazione o disconferma della teoria.

31 31 Il metodo sperimentale: le variabili Variabile = qualche proprieta ’ di un evento che e ’ stata misurata. 2 tipi di variabili: Variabili dipendenti = misura del comportamento del soggetto, le risposte dei soggetti Variabili indipendenti (o fattori) = causa delle modificazioni degli stimoli e risposte. Manipolate dagli sperimentatori. Ogni variabile indipendente ha piu ’ livelli. Spesso esperimenti multivariati, che comportano la manipolazione di piu ’ variabili Esempi di misurazione di variabili: es. Scale di valutazione, tempi di reazione (TR).

32 32 Il metodo sperimentale: il disegno sperimentale  Disegno entro i soggetti (within): Es. Compito di categorizzazione: artefatto / oggetto naturale Partecipanti: un gruppo di studenti universitari Materiale: fotografie di artefatti e oggetti naturali. Variabile indipendente: grandezza (oggetti grandi-piccoli), tipo di oggetto (vivente/non vivente) Variabile dipendente: errori e tempi di reazione (TR)  Disegno tra i soggetti (between): Es. Compito di lettura di favola Partecipanti: 2 gruppi di bambini: un gruppo legge e ripete (gruppo di controllo), un altro ripete e manipola gli oggetti (gruppo sperimentale) (2 livelli) Variabile dipendente: numero di sequenze del brano ripetute correttamente: migliore apprendimento se manipolazione di oggetti?  Disegno misto (mixed): Falsificazione dell ’ ipotesi nulla: c ’ e ’ differenza tra le condizioni?

33 33 +

34 34 Non vivente: risposta con la mano destra

35 35 Non vivente: risposta con la mano destra

36 36 Vivente: risposta con la mano sinistra

37 37 Vivente: risposta con la mano sinistra

38 38 UN ALTRO ESEMPIO: PROCEDURA Compito: artefatto o oggetto naturale? Risposta: pressione di un diverso tasto. Borghi, Bazzarin, Tessari e Nicoletti, 2007

39 39 MATERIALI Catch-trial: non rispondere

40 40 FATTORI Disegno con 4 fattori entro I soggetti a 2 livelli 1. Postura della mano, Prime (precisione, forza) 2. Tipo di oggetto (artefatto, oggetto naturale) 3. Tipo di presa che l ’ oggetto richiede (presa di precisione, di forza) 4. Grandezza dell ’ oggetto (reale, modificata)

41 41 Il metodo sperimentale: un esercizio PesceSpinarello Tinbergen Pesce Spinarello: circoscrive un territorio e attacca gli altri maschi durante l’accoppiamento. Gelosia? Tinbergen, esperimento in laboratorio. Risultati: attacca i modelli anche meno realistici purche’ con la pancia rossa. I cambiamenti ghiandolari nel maschio fanno diventare rossa la pancia. Quali variabili? Quale disegno sperimentale?

42 42 Il metodo sperimentale : causalita’ e correlazione Studi di tipo causale e di tipo correlazionale. Esperimenti: manipolazione sistematica di una variabile (indipendente) per verificare i suoi effetti causali sulla variabile dipendente. Es. Gruppo di controllo (placebo) – gruppo sperimentale (farmaco) Ma: non sempre e ’ possibile manipolare variabili per vederne i loro effetti su altre.

43 43 Il metodo sperimentale : causalita’ e correlazione Ricerca di tipo correlazionale. Coefficiente di correlazione (da -1 a +1) = stima di quanto due variabili sono collegate. Es. Visione di spettacoli violenti – personalita ’ aggressiva. In certi casi e ’ possibile trasformare uno studio di tipo correlazionale in uno studio sperimentale: assegnazione casuale dei soggetti a condizioni diverse: Es. Partecipanti ugualmente aggressivi sottoposti alla visione di scene violente

44 44 Basi biologiche: il sistema nervoso Sistema nervoso: Centrale Tutti i neuroni che si trovano nel Cervello e Midollo spinale Periferico Sistema somatico: informazioni da recettori sensoriali, muscoli, corpo – invia istruzioni motorie (neuroni sensoriali, neuroni motori) Sistema autonomo: connessione con organi interni e ghiandole

45 45 Il neurone Ogni neurone deve: + ricevere informazioni (input) dall’ambiente o da altri neuroni + integrare le informazioni ricevute e produrre una risposta adeguata + condurre il segnale al terminale di uscita + trasmettere il segnale ad altre cellule nervose, ghiandole o muscoli + coordinare le proprie attivita’ metaboliche, mantenendo l’integrita’ della cellula Neurone = del sistema nervoso. Trasmette impulsi nervosi ad altri neuroni, ghiandole, muscoli Neurone = unita’ anatomica e funzionale del sistema nervoso. Trasmette impulsi nervosi ad altri neuroni, ghiandole, muscoli

46 46 Il neurone Esseri umani (10 12 ) neuroni  Unita` ricevente Corpo cellulare Dendriti Recettori  Unita` di trasmissione Assone Terminazioni presinaptiche Neurotrasmettitori Da Occhio, Cervello, Visione, D.H. Hubel, Zanichelli, 1989

47 47 Il neurone Soma (corpo cellulare) = i segnali dai dendriti confluiscono lungo il corpo del neurone che li interpreta e decide se produrre un potenziale d’azione, segnale elettrico di output – unita’ ricevente 2 TIPI DI PROLUNGAMENTI: Dendriti = specializzati nel rispondere a segnali provenienti da altri neuroni – nel cervello rispondono ai neurotrasmettitori chimici liberati da altri neuroni – unita’ ricevente Assone = trasporta i segnali elettrici generati dal corpo cellulare verso le estremita’ del neurone –unita’ di trasmissione

48 48 Il neurone Sinapsi = piccola fessura che separa i neuroni Terminazione presinaptica = contiene neurotrasmettitori liberati in risposta a potenziali d’azione che percorrono l’assone –unita’ di trasmissione Terminazione postsinaptica = contiene recettori per i neurotrasmettitori – unita’ di ricezione Neurotrasmettitore = sostanza chimica usata nella comunicazione neuronale a livello delle sinapsi

49 49 Il neurone: la trasmissione nervosa  Trasmissione di informazione Unidirezionale Trasmissione elettrica Trasmissione con neuro-trasmettitori  Sinapsi eccitatorie  Sinapsi inibitorie  Nel cervello umano circa assone Terminale assonico (presinaptico) Dendrite (postisinaptico)

50 50 Il neurone: la trasmissione nervosa  Potenziale d’azione (SPIKE) di un neurone (= scarica, output):  La membrana del neurone permette agli ioni di sodio Na+ di entrare nella cellula. Dopo il potassio K+ esce ripordando il potenziale a livelli di riposo. Questo accade lungo tutto l’assone finche’ il potenziale d’azione non raggiunge il terminale sinaptico. Neurone mirror: SPIKES sia con azioni osservate che eseguite. (Rizzolatti & Arbib, 1998.)

51 51 Il neurone: la trasmissione nervosa Per capire la trasmissione nervosa si consideri la differenza di potenziale tra interno ed esterno della cellula. La somma algebrica di tutte le attivita’ sinaptiche (eccitatorie e inibitorie) determina se l’effetto finale sara’ eccitatorio o inibitorio

52 52 Sistema Nervoso Centrale (SNC)  Proencefalo Emisferi cerebrali Talamo e Ipotalamo (Diencefalo)  Mesencefalo  Romboencefalo Bulbo Ponte Cervelletto  Midollo spinale

53 53 La corteccia: Lobi e scissure Lobi (delimitati da solchi maggiori) Scissure Giri (rilievi tra i solchi) Corteccia Corteccia: strato esterno del telencefalo (emisferi cerebrali), composta da materia grigia

54 54 La corteccia: le aree corticali Area visiva primaria Area motoria primaria Area somatosensoriale primaria (tatto) Area uditiva primaria Aree associative (frontali, posteriori)

55 55 Tecniche di brain imaging: PET (Tomografia a Emissione di Positroni) Aree attivate del cervello: bruciano piu ’ energia (ossigeno e glucosio) PET (Positron Emission Topography)= immagine funzionale del cervello Uno scanner rileva il materiale radioattivo iniettato (ossigeno, carbonio etc.) Questo materiale tende ad andare nelle aree che ne fanno uso. Vantaggi: immagine dell ’ attivita ’ cerebrale Svantaggi: costi, invasivita ’

56 56 Tecniche di brain imaging: fMRI – risonanza magnetica funzionale Aree attivate del cervello: bruciano pi ù energia (ossigeno e glucosio) fMRI (Functional Magnetic Resonance Imaging)= immagine anatomica e funzionale del cervello Mostra le aree del cervello piu ’ irrorate con ossigeno, quindi piu ’ attivate. Vantaggi: meno costosa della PET, non materiale radioattivo Svantaggi: costi, non adatta a pazienti claustrofobici, a persone con meccanismi metallici (peace- maker), immobilita ’ necessaria

57 57 Tecniche di brain imaging: fMRI Aree di visione e udito

58 58 TMS / stimolazione magnetica transcraniale Tecnica nuova, non invasiva Produzione di un campo magnetico che produce attivita ’ elettrica nel cervello. Con questa corrente elettrica eccita le cellule nervose. Interruzione per pochi millisecondi dell ’ attivita ’ cerebrale. Interferenza. Vantaggio della TMS: produce lesioni virtuali e ne verifica gli effetti comportamentali: es. Soppressione della percezione tattile: quali effetti sulla comprensione del linguaggio? Bobina di stimolazione posta sulla superficie della testa

59 59 Single cell recording Studio in vivo dell’attivita’ elettrica di neuroni singoli, per rilevarne i cambiamenti di carica. Tramite microelettrodi inseriti in corrispondenza di un neurone nel cervello di animali anestetizzati. Vantaggio: alta risoluzione Problema: tecnica molto invasiva. Es. Studi sui neuroni specchio. elettrodo

60 60 Il connessionismo: le reti neurali Rete neurale: modello del sistema nervoso – Struttura dinamica capace di apprendere e autoregolarsi. Esempio: rete feedforward

61 61 INPUT OUTPUT Unità -> neuroni (cellule nervose) Connessioni -> sinapsi Peso = valore numerico che caratterizza ogni connessione –> numero di siti sinaptici attraverso cui un neurone influenza gli altri Pesi positivi o negativi -> Connessioni eccitatorie o inibitorie Stato o livello di attivazione di ciascuna unità – > stato di attivazione dei neuroni Strati della rete neurale: Unità di input (sistema sensoriale), unità interne o hidden, unità di output (sistema motorio) La risposta dipende dai pesi sulle connessioni Reti neurali: un esempio

62 62 Il connessionismo: le simulazioni  Metodo: le simulazioni al computer = riproduzione delle propriet à computazionali del cervello e della mente.  Computer = usato non come modello della mente ma come strumento per simulare.

63 63 Connessionismo classico Distinzione tra Connessionismo classico e Vita Artificiale. Connessionismo classico:  reti neurali studiate indipendentemente dal corpo.  Input e output dipendono solo dall’esperienza corrente e non dall’esperienza precedente.  L’apprendimento avviene in situazioni non ecologiche.  Non si tiene sempre conto dell’aspetto genetico.  Non si tiene conto dell’ambiente sociale.

64 64 Vita Artificiale Tentativo di studiare con le simulazioni i vari aspetti della vita biologica: sistema nervoso, corpo, ambiente fisico, ambiente sociale, evoluzione Organismi dotati di reti neurali e corpo che vivono in ambienti insieme a popolazioni di altri individui. Sistema nervoso: sistema sensoriale e motorio. Propriocezione. Importanza dell ’ azione: non pi ù stimolo – elaborazione – risposta, ma ciclo: risposta – > modificazioni ambientali – > elaborazione – > nuova risposta

65 65 Vita Artificiale: l’importanza del corpo  Ambiente CORPO CORPO Ambiente

66 66 OUTPUT INPUT RESTO DEL CORPO

67 67 Vita Artificiale: l’algoritmo genetico Algoritmo genetico - Riproduzione differenziata. Solo gli individui pi ù bravi si riproducono (funzione di fitness). - Trasmissione genetica. I figli degli individui che si sono riprodotti hanno lo stesso patrimonio genetico dei genitori. - Mutazioni casuali durante il processo di copia, ricombinazione dei patrimoni genetici dei genitori. es. organismo che vive in un ambiente bidimensionale input: posizione del cibo (recettori sensoriali: informazione sull ’ ambiente esterno) output: movimento (neuroni motori)

68 68 OUTPUT INPUT RESTO DEL CORPO GENOTIPO

69 69 RESTO DEL CORPO GENOTIPO AMBIENTE ESTERNO INPUT OUTPUT

70 70 UN ESPERIMENTO E UNA SIMULAZIONE Evidenza neurale e comportamentale che gli stimoli visivi attivano informazione motoria Un esempio: Tucker & Ellis, 2001 Compito: categorizzazione di oggetti in NATURALI e ARTEFATTI. Risposta con una presa di precisione o di forza. Risultati: effetti di compatibilità tra le dimensioni dell’oggetto (non rilevante per il compito) e il tipo di presa usata per rispondere. SPIEGAZIONE: vedere un oggetto attiva le informazioni motorie e potenzia le affordances legate a passate interazioni visuomotorie con quell’oggetto. Microaffordances

71 71 SIMULAZIONE / LA RETE NEURALE Organismo dotato di:  sistema visivo per vedere oggetti, uno per volta  sistema motorio: un braccio e 2 dita  sistema propriocettivo  Training: algoritmo genetico Tsiotas, Borghi & Parisi, 2005

72 72 SIMULAZIONE  Dopo una fase di apprendimento ad ogni organismo vengono riproposti i 4 oggetti e gli si indica anche il compito da eseguire (01=prendi l’oggetto, 10=riconosci il colore)  Presenza di Compatibilità e Incompatibilità tra i pattern  2 compiti: afferrare l’oggetto e decidere se è grigio o nero

73 73 RISULTATI DELLA SIMULAZIONE in tutte le repliche (seeds) I pattern Compatibili sono appresi in meno generazioni rispetto a quelli Incompatibili in tutte le repliche (seeds) E’ più facile per tutti gli organismi imparare i pattern Compatibili. E’ più facile per tutti gli organismi imparare i pattern Compatibili. Replica dei risultati sperimentali ottenuti da T&E (2001)


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