La mente e l’elaborazione delle informazioni

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Aspetti psicologici La mente e l’elaborazione delle informazioni

Secondo un luogo comune le potenzialità dei nostri sistemi cognitivi sono infinite. La ricerca che è stata condotta negli ultimi cinquanta anni in campo psicologico ha però dimostrato essenzialmente i limiti della nostra mente. La nostra mente può davvero permetterci di fare tutto?

Non riusciamo a percepire tutto, a prestare attenzione a tutto, a memorizzare tutto, a controllare tutto, ad effettuare sempre le corrette deduzioni logiche . Considerando questi limiti, analizzando i vincoli espressivi delle nostre capacità mentali, è possibile quindi capire cosa l’essere umano sia in grado di fare, quali strumenti possa usare facilmente, quali con difficoltà.

Nell’ambito della ricerca psicologica attuale si tende a parlare della mente utilizzando delle metafore che si riferiscono alla teoria dell’elaborazione delle informazioni, e che quindi paragonano gli stimoli agli input, i programmi alle capacità elaborative, le risposte agli output. Per mezzo dell’analisi dei sistemi elaborativi e delle connessioni che li congiungono è possibile fare delle previsioni in relazione al comportamento umano, anche in riferimento a prestazioni che possono essere qualificate come deficitarie.

Ipotesi su come la nostra mente elabora gli stimoli nell’esecuzione di attività e compiti eseguiti correttamente - compiti quali la lettura, il parlare, il controllo di un processo - possono essere esplicative anche per deficit quali la dislessia, l’afasia, l’aprassia. Allo stesso modo, le ricerche su modalità comportamentali, deficitarie o erronee, informano sulle necessità procedurali dei diversi sistemi cognitivi.

I modelli relativi al funzionamento della mente maggiormente accettati e condivisi prevedono dei percorsi che dalla presenza di segnali fisici portano all’elaborazione di entità mentali (immagini, concetti…) Segnali fisici reiterazione MLT FPA Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT Versione modificata di un modello generale proposto per illustrare il funzionamento della mente intesa come elaboratore di informazioni (Atkinson e Shiffrin, 1971)

I segnali fisici Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

I segnali fisici presenti nel mondo sono di varia natura e per poterli cogliere occorrono dei recettori specifici per ciascun tipo di segnale. Segnali fisici Ma anche nei casi in cui siamo dotati dei recettori necessari a percepire una certa tipologia di segnale fisico, non è garantito che si riesca a percepire tutte le possibili manifestazioni dello stesso. Le onde sonore, ad esempio sono misurate in Hz, e l’orecchio umano riesce a percepire solo quelle comprese tra 20 e Hz.

Nel caso degli stimoli visivi, invece, si ritiene che la luce possa propagarsi anche attraverso il vuoto, in quanto consiste di particelle che si chiamano fotoni. Segnali fisici Se ci si sofferma sulle capacità ondulatorie delle radiazioni luminose si evidenzia come la luce percepibile dall’occhio umana sia quella compresa tra 400 e 700 nm. Al di sotto di queste frequenze vi sono i raggi ultravioletti, mentre al di sopra vi sono i raggi infrarossi.

Segnali fisici

La trasduzione sensoriale Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

Il processo che fa sì che gli stimoli fisici, grazie alla presenza di recettori, vengano tradotti in differenze di potenziale trasmesse poi alle cellule nervose, viene chiamato “trasduzione sensoriale”. Trasduzione sensoriale Ogni volta che l’energia dello stimolo appropriato raggiunge un recettore, questo altera le caratteristiche della sua membrana che diventa più permeabile agli ioni sodio e potassio (ioni che sono carichi elettricamente). Si genera così una differenza di potenziale che attiva il meccanismo di trasmissione delle differenze di potenziale tra le cellule nervose.

Nel percorso che dallo stimolo fisico porta all’elaborazione psicologica le caratteristiche fisiche del segnale possono essere alterate in vari modi. Trasduzione sensoriale La psicologia della percezione ha a lungo indagato queste distorsioni proprio per capire, ad esempio tramite l’analisi delle illusioni ottico-geometriche, quali fossero i meccanismi sottostanti alla visione Illusione di zoellner

Trasduzione sensoriale A tutt’oggi molti dei meccanismi che determinano questi effetti illusori non sono completamente chiariti. L’esistenza di queste illusioni, però, serve ad evidenziare come la realtà psicologica possa distaccarsi in maniera consistente da quella fisica. La percezione non è mai la semplice registrazione della realtà.

Illusione di Oppel Illusione Muller-Lyer

Illusione di Ponzo Illusione di Sander

Illusione di Zoellner Illusione di Hering

Trasduzione sensoriale La stimolazione luminosa segue il seguente percorso: fotorecettore - cellula bipolare retinica - cellula gangliare - fibre nervose del nervo ottico - chiasma ottico - corpo genicolato - area visiva). Tuttavia l'organizzazione funzionale è più complessa, perché esistono gruppi di fotorecettori connessi con un'unica cellula bipolare e gruppi di cellule bipolari connesse con un'unica cellula gangliare.

Trasduzione sensoriale Questa particolare organizzazione della retina in campi recettivi mediati da risposte eccitatorie ed inibitorie è alla base della percezione della distinzione dei contrasti che consente di riconoscere i margini degli oggetti posti nel campo visivo. In essa trovano spiegazione alcuni fenomeni ottici in cui la percezione del bianco e del nero, portata all'esasperazione, determina illusioni ottiche

Trasduzione sensoriale Le bande di Mach sono spiegate considerando il fenomeno dell’inibizione laterale

FPA Trasduzione sensoriale Registro sensoriale L’elaborazione degli stimoli (il cosiddetto processamento) non sempre richiede l’impiego di risorse attentive. Molti esperimenti hanno dimostrato che le caratteristiche elementari di uno stimolo (colore, forma, movimento) sono rilevate senza l’intervento dell’attenzione. Il processamento dello stimolo è quindi definito come preattentivo. Esso è molto rapido e non risente del numero dei distrattori presenti, cioè gli stimoli simili presenti nel campo percettivo.

FP Trasduzione sensoriale Registro sensoriale L’elaborazione preattentiva delle singole caratteristiche di una configurazione è definita anche pop-out : si intende il fenomeno in base al quale le caratteristiche di una configurazione emergono spontaneamente e si impongono al nostro sistema visivo. I processi pre-attentivi estraggono caratteristiche come forma, colore, profondità e movimento, con particolare riferimento all’orientamento delle linee.

FP Trasduzione sensoriale Registro sensoriale

Una prima forma di memoria è stata scoperta in relazione agli stimoli che sono stati elaborati tramite la trasduzione sensoriale. Registro sensoriale

Il registro sensoriale Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

Una prima forma di memoria è stata scoperta in relazione agli stimoli che sono stati elaborati tramite la trasduzione sensoriale. Registro sensoriale Questa prima memoria, chiamata “registro sensoriale” è stata studiata sia in relazione alle sue capacità, e cioè quanti stimoli è in grado di elaborare in un dato momento, sia in relazione alla durata, cioè quanto tempo riusciamo a ricordare quegli stessi stimoli.

Nei diversi esperimenti condotti da Sperling (1960), i soggetti dovevano riferire le lettere presentate su di una matrice. Registro sensoriale Le lettere erano presentate solo per pochi msec., poi lo schermo veniva oscurato. In questi casi i soggetti che partecipavano all’esperimento mediamente erano in grado di riferire 3-4 lettere T D R H U D P Q M Una delle matrici di lettere usate nell’esperimento di Sperling (1960)

In una variazione dell’esperimento, subito dopo la presentazione della matrice di lettere i soggetti ascoltavano un tono sonoro alto, medio o basso. Registro sensoriale Il loro compito, in questo caso, era di ripetere solo le lettere corrispondenti al tono. In questa condizione sperimentale i soggetti potevano ripetere tutte e tre le lettere che corrispondevano alla riga del tono sonoro. T D R H U D P Q M TONO ALTO TONO MEDIO TONO BASSO Esemplificazione della corrispondenza tra toni sonori e righe di lettere

Questi risultati indicano che il registro sensoriale può essere considerato illimitato nella sua capacità, vale a dire che possiamo percepire tutti gli elementi in una scena e ricordarli per qualche istante. Questi ricordi, però, non sono di lunga durata. E infatti nel primo compito bastava il tempo necessario a ripetere le prime lettere a cancellare dalla memoria gli altri stimoli. Cosa che invece non si verifica nella seconda condizione sperimentale. Registro sensoriale

Il riconoscimento di pattern Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

Le relazioni tra percezione e memoria sono invece analizzate dagli studi relativi al riconoscimento di pattern. Due le ipotesi: confronto tra sagome - il pattern è confrontato con la sagoma prototipica; Analisi delle caratteristiche - i tratti distintivi sono rilevati e integrati (v. il pandemonium di Selfridge, 1995) Riconoscimento di pattern

“L'idea di Pandemonium era che nel riconoscimento di qualcosa, ….. noi disponiamo di un piccolo demonio per ogni caratteristica, per ogni parte dell'immagine. I demoni, quando vedono un'immagine, gridano: "Quello sono io! Quello sono io!" Un demonio superiore ascolta questi altri demoni e decide chi grida più forte. Se si sta leggendo un carattere in una parola e il demonio superiore sente il demonio della lettera A gridare più forte, allora dice: "Ecco, questa è una lettera A". L'idea è di disporre di diverse reti neurali che rappresentano i demoni; ciò che essi gridano, cioè il loro output, corrisponde alla quantità di se stessi che essi riconoscono”. (da un’intervista a Selfridge, 1995) Riconoscimento di pattern

Riconoscimento di pattern

In alternativa si può ritenere che gli elementi stimolo che si configurano come unità percettive siano riconosciuti grazie a confronti con “sagome” Contenute in un deposito di memoria dove teniamo le conoscenze consolidate, quelle che costituiscono la nostra enciclopedia mentale. Riconoscimento di pattern

Ma, quale che sia l’ipotesi accettata, quello sul quale tutti gli studiosi concordano è che il sistema per il riconoscimento di pattern è in diretta relazione con almeno altri due sistemi, quello della memoria a breve termine e quello della memoria lungo termine. Riconoscimento di pattern Il primo sistema elabora poche informazioni per brevi periodi di tempo, mentre il secondo potenzialmente può contenere una quantità infinita di informazioni e per periodi ti tempo che possono durare anche l’intera esistenza.

Dal sistema per il riconoscimento di pattern le informazioni, una volta riconosciute sono passate ad una memoria temporanea (MBT) che le sottoporrà ad elaborazioni ulteriori. Riconoscimento di pattern Le relazioni con la MLT sono tali per cui: o da questa sono recuperate le informazioni necessarie per interpretare il presente; oppure in essa sono immesse direttamente le informazioni, come nei casi di evidente sorpresa o forte motivazione.

La memoria a breve termine Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

La memoria a breve termine riceve informazioni sia dal sistema per il riconoscimento dei pattern sia dal sistema di memoria a lungo termine. La capacità di questo sistema è alquanto limitata. Può contenere poche informazioni alla volta e per piccole frazioni ti tempo. Uno di primi studiosi a occuparsi della determinazione dei limiti della MBT fu H. Ebbinghaus (1885) che condusse lunghi studi sulla memorizzazione di sillabe. reiterazione MBT

reiterazione MBT

Quasi tutte le ipotesi teoriche sul funzionamento Della MBT prevedono che questa sia anche un centro di controllo dei processi della mente: Attenzione – interpretabile come il controllo del flusso di informazioni dal deposito sensoriale al deposito a breve termine; Codificazione – controllo del passaggio delle informazioni dalla MBT alla MLT; Recupero – controllo del passaggio delle informazioni dalle MLT alla MBT reiterazione MBT

Alcuni degli effetti maggiormente riscontrati negli studi sulla MBT si riferiscono ad un miglioramento dei ricordi per stimoli che, presentati sotto forma di lista, si trovano in posizione iniziale (effetto primacy), o in posizione finale (effetto recency) reiterazione MBT Il primo di questi effetti sarebbe dovuto al fatto che nelle fasi iniziali del compito di memorizzazione, tutte le risorse della MBT sono dedicate ai primi stimoli, e quindi questi possono facilmente accedere alla MLT. Gli ultimi stimoli, invece, quelli presentati in fase finale, al momento del recupero sarebbero ancora contenuti nella MBT, e quindi facilmente recuperabili.

Nelle formalizzazioni più recenti la MBT è considerata come una memoria di lavoro, vale a dire un sistema dove vengono essenzialmente svolte delle elaborazioni finalizzate alla manipolazione degli stimoli. reiterazione MBT Questa si compone di tre sottosistemi: L’esecutivo centrale – che ha il compito si gestire le risorse attenzionali e le modalità operative del sistema nel suo complesso; il loop articolario – deputato all’elaborazione di stimoli verbali; la lavagna visuo-spaziale – deputata all’elaborazione delle immagini.

MBT reiterazione MBT

La memoria a lungo termine Segnali fisici reiterazione MLT Riconoscimento di pattern Trasduzione sensoriale Registro sensoriale MBT

MLT Sebbene la reiterazione del materiale informativo possa portare con più probabilità a registrare delle informazioni all’interno della MLT, si possono verificare dei fenomeni che negano questa concezione. Oggi, infatti, gli studiosi tendono a considerare due tipi di ripetizioni diverse: la ripetizione di mantenimento; la ripetizione di codificazione. Solo la seconda delle due è funzionale al consolidamento delle informazioni all’interno della MLT.

MLT Quello che si apprende nel corso della nostra esistenza, nella maggior parte dei casi non è dovuto ad uno sforzo consapevole esercitato proprio al fine di imparare. E’ possibile dire, invece, che più è profonda la riflessione su una certa informazione e più saranno alte le possibilità di ricordarla. Questo viene definito “ripetizione elaborativa” e si caratterizza per il fatto che il fine immediato non è quello che porta al ricordo del materiale informativo bensì quello relativo alla sua comprensione.

MLT Diverse ricerche hanno dimostrato che i ricordi si consolidano con più facilità quando gli stimoli sono presentati all’interno di circostanze logicamente coerenti. A sostegno di questi risultati anche quelli che evidenziano come “l’organizzazione del materiale” sia una strategia di memorizzazione intimamente legata alla ripetizione elaborativa. Questa, da un punto di vista strutturale può esplicitarsi nella ricerca di raggruppamenti; ordinamenti; gerarchie.

MLT L’ipotesi delle tracce di memoria si basa su una considerazione dei processi mnestici come eventi di “registrazioni delle informazioni” In questo senso col tempo possono deteriorarsi sovraregistrazioni possono alterare la qualità di quanto immagazzinato

MLT La nozione di schema si basa, invece, su di una considerazione degli elementi in memoria come frammenti che possono essere utilizzati per ricostruire l’evento al quale si riferiscono. Per discriminare tra queste due impostazioni si può fare riferimento agli studi sui flash di memoria . Questi potrebbero sostenere l’ipotesi delle tracce di memoria in quanto darebbero prova del fatto che alcuni eventi possono essere registrati così come sono avvenuti.

I flash di memoria sono, infatti, ricordi particolarmente vividi relativi a eventi di pubblica rilevanza. MLT

MLT I primi e più importanti studi sono stati condotti da Brown e Kulik (1977) in relazione alla morte del presidente Kennedy. Lo studio è retrospettivo è ha messo in evidenza che i soggetti in relazione alla notizia dell’evento riescono a ricordare anche dopo anni: il luogo cosa facevano chi l’ha riportata il proprio stato d’animo cosa è accaduto dopo

MLT La teoria elaborata al riguardo è quella del “NOW PRINT”

MLT “NOW PRINT” Gli stadi sono quelli relativi 1 - alla sorpresa 2 - all’importanza 3 - alla produzione del flash di memoria (“now print”) 4 - alla reiterazione 5 - al resoconto del flash

Altri studi però non sembrano confermare l’esistenza dei flash di memoria. Lo studio di McCloskey et al (’88) è stato condotto con questionari follow up (1- tre giorni e 2 - nove mesi dopo l’evento). I risultati sono relativi a resoconti più generali e con errori di ricostruzione.

Per Bohannon è l’impatto emotivo a determinare la vividezza dei ricordi. Sono i ricordi con maggiore impatto emotivo e reiterati più frequentemente quelli che risultano più vividi. Ad ogni modo le caratteristiche dei flash di memoria sono continue e non tutto o nulla. Altri studi (Weaver, 1993) indicano che è il grado di fiducia dei soggetti in relazione al proprio ricordo ciò che varia tra ricordi ordinari e flash di memoria.

LE IMMAGINI E LE MAPPE COGNITIVE
Gli studi sulle immagini visive sono stati avviati da Paivio e si basano su una considerazione delle immagini come una caratteristica che può accompagnare in maniera diversificata tutti gli stimoli.

L’approccio proposto da Paivio è detto della “doppia codifica”
stimoli verbali stimoli non verbali sistemi sensoriali logogens imagens connessioni referenziali risposte verbali risposte non verbali

Nell’esperimento di Paivio (‘65) si dovevano apprendere coppie di parole.
Quattro gruppi con termini 1) concreto concreto 2) concreto astratto 3) astratto concreto 4) astratto astratto Ricordo facilitato nei casi in cui A) il primo termine è concreto B) entrambi i termini sono concreti

Le mnemotecniche come il metodo dei loci fanno riferimento proprio a queste caratteristiche degli stimoli per facilitare il ricordo di dati in grande quantità. Le immagini bizzarre, in virtù della loro distintività, non portano a ricordi immediati migliori, ma risentono meno dell’interferenza e quindi non decadono rapidamente nella memoria a lungo termine.

Un altro fenomeno da citare è la sinestesia:
esperienza sensoriale aggiuntiva rispetto a quella prodotta dalla reale stimolazione. La sinestesia più comune è quella di tipo cromatico.

Le immagini mentali hanno anche un chiara caratteristica di dinamicità.
L’esperimento di Shepard e Metzler (1971) resta uno degli studi fondamentali a questo riguardo. Stimoli: 1600 coppie di disegni, ruotati da 0° a 180° in passi di 20° o sul piano visivo o in profondità. Variabile dipendente: tempo di reazione (sim/dissim) Risultati correlazione lineare tra tempo di reazione e rotazione degli oggetti (60° al sec.).

Le immagini mentali sono state ampiamente criticate, e alcuni autori ritengono che siano un epifenomeno

MLT Bahrick (1984) ha avanzato l’ipotesi dell’esistenza di un PERMASTORE 773 soggetti Tutti frequentanti o che avevano frequentato corsi per l’apprendimento della lingua spagnola

MLT Bahrick (1984) ha avanzato l’ipotesi dell’esistenza di un PERMASTORE prestazione 3/5 anni anni

MLT procedurale semantica episodica Sono state prospettate delle ipotesi anche in relazione allo sviluppo ontogenetico, le quali prevedono che l’ultimo sistema di memoria a comparire sia quello relativo alla memoria episodica

La prima, invece, si riferisce al saper fare le cose, non è facilmente riferibile ed è molto più resistente. La seconda è relativa a quelle conoscenze che siamo in grado di riferire, che hanno carattere enciclopedico, e possono essere abbastanza facilmente soggette a oblio. La terza ha a che fare con la capacità di connettere le onoscenze alla dimensione temporale MLT

La mente come sistema di elaborazione delle informazioni
Riferimenti bibliografici Atkinson R.C. & Shiffrin R.M. (1971). The control of short-term memory. Scientific American, Benjafield J.G(1999). Psicologia dei processi cognitivi. Bologna: Il Mulino. Ebbinghaus H. (1885). Memory, a contribution to experimental psychology, New York: Teachers College Press Selfridge O. G. (1959) "Pandemonium: A paradigm for learning." In D. V. Blake and A. M. Uttley, (eds), Proceedings of the Symposium on Mechanisation of Thought Processes, pages , London. Sperling G. (1960). The information available in brief visual presentations. Psychological Monographs, 74. Whole number.

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