Psicologia dei processi cognitivi 1 Percezione PPC1-P Lezione 17 22/05/2018 Quizzone: 10 domande tipo psicofisica esterna e interna fechner e l’isomorfismo psicofisiologico sensibilità ai rapporti: grandezza ottica, acuità, illusione di Weber i sensi e il sistema visivo l’occhio, fisiologia e funzioni fovea e magnificazione corticale la macula caeca diffusione del colore contrasto e stratificazione organizzazione percettiva diffusione di bordi, completamento e indeterminazione occlusiva prof. Carlo Fantoni

dopo l’adattamento a un reticolo a bassa frequenza spaziale la percezione dell’orientamento è perturbata. un reticolo di frequenza media appare più fitto. il suo contrasto percepito si accentua. un reticolo di frequenza media appare meno fitto. 2

l’immagine retinica è lo stimolo prossimale per la visione. è fenomenicamente soggettiva. è priva di ambiguità. è lo stimolo distale per la visione. 1

L’ampiezza di un’onda acustica sinusoidale determina l’intensità del suono percepito (debole-forte). corrisponde alla dimensione soggettiva grave-acuto. è l’analogo della lunghezza d’onda della luce. è l’inverso della frequenza. 1

Per Herman von Helmoltz le percezioni sono inferenze sulle cause più verosimili, dati gli stimoli prossimali. uguali nei soggetti esperti e inesperti. determinate dalla tendenza alla semplicità strutturale. la mera registrazione degli stimoli fisici. 1

in genere l’indeterminazione ottica può può essere risolta in maniera diretta per W. Kohler estraendo il massimo dell’informazione dalla flusso ottico per H. von Helmoltz estraendo il massimo dell’informazione dal flusso ottico per J.J. Gibson estraendo il massimo dell’informazione dal flusso ottico per G. Berkley estraendo il massimo dell’informazione dal flusso ottico 3

la soglia assoluta corrisponde al valore della frazione di Weber. all’incremento di sensibilità prodotto dall’adattamento. al 75% della JND. al minimo valore rilevabile di una grandezza fisica. 4

In base alla legge di Weber la JND è costante solo per stimoli di intensità intermedia. la JND è proporzionale allo stimolo di riferimento. k è una costante sempre maggiore di 1 k è sempre un intero positivo. 2

Per Fechner l’intensità della sensazione cresce più velocemente dell’intensità dello stimolo. linearmente al crescere dell’intensità dello stimolo. più lentamente dell’intensità dello stimolo. in modo uguale nelle diverse modalità sensoriali. 3

domanda aperta descrivi brevemente come effettueresti una misura di un effetto visivo noto (Ponzo, Muller-Lyer, Illusione Grandezza Peso) applicando il metodo della scala 3

psicofisica esterna vs. interna (Fechner 1860)

isomorfismo psicofisiologico (Wolfgang Köhler) stimoli eventi neurali sensazioni neurofisiologia psicofisica interna La Figura illustra lo schema che, a partire dalla seconda metà del Novecento, guida l’approccio correlazionale allo studio delle funzioni sensoriali, percettive e cognitive, e che ha l’obiettivo di trattare la psicofisica interna sostanzialmente come un’equivalenza o un isomorfismo (per usare il termine preferito da Köhler nell’ambito della teoria della Gestalt). Tale schema permette di formulare un’interpretazione della legge di Fechner. I dati neurofisiologici, infatti, indicano che la risposta dei neuroni, consistente nell’aumento di frequenza degli impulsi rispetto al livello base, è una funzione approssimativamente logaritmica dell’intensità fisica dello stimolo; proprio come l’accrescimento delle sensazioni rivelato dalle risposte comportamentali, motorie o verbali. La corrispondenza fra dati della neurofisiologia e dati della psicofisica esterna obbedisce al criterio dell’accumulazione di prove convergenti cui si ispira tutta la ricerca sui meccanismi sensoriali. psicofisica esterna l’approccio correlazionale al sistema mente/cervello si basa su evidenze convergenti prodotte dalla neurofisiologia e dalla psicofisica esterna 13

conotroparte neurofisiologica della legge di Fechner Ev in Lux = lumen m2… irradiamento fisico illuminamento sensore la risposta neurale ad una irradiazione ottica aumenta più lentamente dell’aumentare dell’irradiazione stessa (Ev)

Weber, Fechner, Stevens e ottica ecologica valore adattivo della sensibilità ai rapporti la funzione log comprime domini fisici molto estesi (da 1 a 107 per il suono e per la visione) molte variazioni ecologiche lasciano invariati i rapporti, non le differenze 15

grandezza ottica 16

(al variare della distanza dall’osservatore) altezza ottica (al variare della distanza dall’osservatore) proiezioni retiniche 17

a distanza doppia h si dimezza (da 4 a 2) lontano vicino h= 4 h= 6 h= 2 h= 3 a distanza doppia h si dimezza (da 4 a 2) ma il rapporto h / h resta costante (4/6 = 2/3) 18

acuità

acuità spaziale capacità di risoluzione del dettaglio minimum separabile soglia visiva statica ≅ 1 min (1/60°≅ 0.3 mm in retina) C di Landolt Landolt, Edmund, (17 May 1846 – 9 May 1926) was a Swiss ophthalmologist stationed in Paris, mostly known for a wide range of publications and his research in the field of ophthalmology. 20

acuità di Vernier sensibilità all’allineamento iperacuità 6 volte maggiore di quella statica pari a circa 10 sec di angolo visivo (10/3600 di grado) separazione inferiore alla separazione tra i recettori retinici

fattore di ingrandimento corticale (cortical magnification factor) Incremento di grandezza necessario a compensare la perdita di acuità visiva in periferia è chiamato

(acuità nel tatto passivo) illusione di Weber (acuità nel tatto passivo) la distanza percepita tra due punti toccati sulla pelle varia sul volto è maggiore intorno alla bocca sento il dito toccato in due punti sento il braccio toccato in un punto Il modulo di Percezione e psicofisica (4 crediti) può essere utilizzato dallo studente in modo autonomo, oppure come prima parte di un corso che includa anche il modulo di Scienza della visione (4 crediti). I due moduli sono svolti in successione, nella prima e seconda parte del primo semestre dell’a.a. 2003/2004. Questa prima lezione presenta un’introduzione generale allo studio della percezione, cioè a entrambi i moduli. 23

Il modulo di Percezione e psicofisica (4 crediti) può essere utilizzato dallo studente in modo autonomo, oppure come prima parte di un corso che includa anche il modulo di Scienza della visione (4 crediti). I due moduli sono svolti in successione, nella prima e seconda parte del primo semestre dell’a.a. 2003/2004. Questa prima lezione presenta un’introduzione generale allo studio della percezione, cioè a entrambi i moduli. 24

psicofisica e neurofisiologia (il caso dell’acuità) convergenza fra diverse fonti di evidenza dati psicofisici sulle soglie di separazione tra stimoli (punti, linee, lettere) dati relativi al substrato neurale (distribuzione dei recettori, rappresentazione corticale)

sensi tatto olfatto vista udito gusto circa l’80% delle info provenienti dal mondo esterno sono ricevute attraverso l’occhio

sistema visivo

sistema visivo sistema visivo Il sistema visivo trasforma la luce in messaggi interpretabili. E’ suddivisibile in 3 parti occhio sistema visivo vie visive cattura la luce e la converte in messaggi nervosi aree visive trasportano i messaggi dall’occhio al cervello interpretano i messaggi

l’occhio sistema visivo “..l’occhio è il nostro organo di senso principale, crea il mondo in cui viviamo” Ragnar Arthur Granit (1900 - 1991) sistema visivo è stato un neurofisiologo finlandese. Dal 1945, epoca in cui fu nominato direttore del Dipartimento di Neurofisiologia al Nobel Medical Institute, iniziò a studiare le giunzioni neuromuscolari ed il loro funzionamento. È diventato famoso grazie alle sue ricerche sulla psicofisica del sistema visivo e sulle norme d'attuazione per la trasmissione del segnale luminoso nell'occhio. Proprio per questi studi gli venne assegnato il Premio Nobel per la medicina nel 1967, insieme a George Wald e a Haldan Keffer Hartline.

struttura sistema visivo l’occhio normale è una sfera rivestita da tre membrane concentriche sistema visivo sclera coroide retina

sclera sistema visivo è “il bianco”, lo strato più esterno dell’occhio

sclera il bianco [unico tra i primati] mette in risalto l’iride colorata

sclera la sclera è resistente e robusta [pressione interna dell’occhio doppia rispetto all’esterno] sistema visivo

cornea nella regione frontale la sclera diventa trasparente e prende il nome di cornea cornea

cornea la cornea è un mezzo a densità diversa rispetto a quello dell’aria quindi permette la rifrazione dei raggi luminosi [formazione dell’immagine nell’occhio] testa fuori dall’acqua testa dentro l’acqua densità cornea e H20 simile: poca rifrazione

coroide La coroide contiene pigmenti neri. Assorbe la luce eliminando i riverberi nell’occhio coroide

2 comparti sistema visivo l’occhio è diviso in 2 compartimenti riempiti da: sistema visivo umor vitreo umor acqueo

perchè? Grazie all’umor acqueo il cristallino è isolato dal sistema circolatorio permettendo senza problemi di rigetto l’operazione di sostituzione del cristallino sistema visivo

umor acqueo l’umor acqueo viene prodotto ed eliminato in continuo. Se l’equilibrio si rompe esso si accumula nell’occhio, la pressione aumenta e si comprimono i vasi sanguigni che nutrono le fibre nervose del nervo ottico visione normale glaucoma avanzato glaucoma

umor vitreo sistema visivo l’umor vitreo non viene rinnovato e vi si accumulano sostanze di scarto sistema visivo

iride l’iride è la parte colorata che diffonde la luce che la colpisce [rinvia la luce]. Diffonde in misura maggiore le lunghezze d’onda corte che corrispondono al blu sistema visivo

i colori dell’iride sistema visivo l’iride contiene melanina che assorbe varie lunghezze d’onda sistema visivo melanina spettro elettromagnetico visibile

tessitura dell’iride sistema visivo la tessitura dell’iride è irregolare e unica per ogni individuo . Sono stati sviluppati sistemi basati sul riconoscimento automatico dell’iride [aeroporto di Francoforte] sistema visivo

iridologia? sistema visivo frode! l’aspetto dell’iride riflette lo stato di salute del nostro corpo [medico ungherese] sistema visivo frode!

pupilla sistema visivo l’iride ha un’apertura centrale di diametro variabile [8-2 mm] sistema visivo pupilla

funzione della pupilla migliorare la messa a fuoco restringendosi quando l’illuminazione è sufficiente pupilla piccola pupilla grande aumenta il numero di oggetti posti a distanze diverse che appaiono a fuoco [profondità di campo] diminuisce la capacità dell’occhio di discriminare i dettagli però entra una maggior quantità di luce

grandezza della pupilla la grandezza della pupilla dipende anche da variabili emozionali: si dilata con maggior interesse e concentrazione Hess, 1960 sistema visivo Presentavano volto di una donna con pupilla dilatata o meno e le pupille degli uomini si dilatavano di più davanti a donna dilatata donne davanti a donna non dilatata

il nero della pupilla sistema visivo perché la pupilla è nera? perché la coroide, ricca di melanina, assorbe tutta la luce che non sia stata già assorbita dalla retina sistema visivo non c’è luce che ritorni indietro attraverso la pupilla e quindi… appare nera!

le forme della pupilla sistema visivo la pupilla a fessura ha il vantaggio di chiudersi completamente con luce intensa

cristallino sistema visivo il cristallino è una lente posta dietro l’apertura pupillare che devia i raggi luminosi per farli convergere sulla retina sistema visivo cristallino retina

curvatura del cristallino Modificando la propria curvatura [con il muscolo ciliare] il cristallino determina quanto i raggi vengono deviati per la messa a fuoco il muscolo ciliare è rilassato, il cristallino piatto, messa a fuoco di oggetti lontani accomodazione sistema visivo il muscolo ciliare è contratto, il cristallino sferico, messa a fuoco di oggetti vicini

difetti della vista sistema visivo Il cristallino permette la rifrazione della luce: visione normale miopia ipermetropia rifrazione corretta: la luce converge sulla retina rifrazione eccessiva: la luce converge davanti alla retina rifrazione insufficiente: la luce converge dietro la retina sistema visivo

danni Il cristallino non ha meccanismi di riparazione: una severa disidratazione ne deteriora la trasparenza determinando cataratta raggi ultravioletti

retina la retina, ricca di vasi sanguigni e molto sottile, ricopre il fondo dell’occhio sistema visivo retina

immagine retinica sistema visivo l’immagine retinica è capovolta perché i raggi luminosi si incrociano in corrispondenza del cristallino [Keplero] sistema visivo

capovolgimenti sistema visivo nel Seicento, Scheiner, astronomo gesuita, dimostrò che l’immagine retinica era capovolta tagliando sclera e coroide di un occhio di bue infilando un pezzo di carta sistema visivo l’immagine sulla retina viene poi convertita in segnali nervosi che attraverso il nervo ottico arrivano al cervello

fovea La regione più importante della retina è la fovea, che si trova in corrispondenza del fuoco del cristallino sistema visivo fovea

messa a fuoco automatica Quando fissiamo un oggetto gli occhi ruotano automaticamente in modo che l’immagine dell’oggetto cada sulla fovea sistema visivo

strati trasduzione (130 milioni) raccolta trasmissione (1 milione) La retina è fatta a strati fotorecettori trasduzione (130 milioni) cellule bipolari raccolta cellule gangliari trasmissione (1 milione)

attenzione all’ordine degli strati

direzione della luce I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982).

fotorecettori sistema visivo Due tipi di fotorecettori con funzioni diverse bastoncelli coni sistema visivo

fotorecettori e illuminazione Si può operare in un’ampia gamma di condizioni di luce visione scotopica, luce < 0,001 cd/m², solo bastoncelli (gufo) Vvsione fotopica: luce > 3 cd/m², solo coni (piccione) visione mesopica: 0,001 cd/m² < luce < 3 cd/m², bastoncelli e coni sistema visivo

funzione specifica sistema visivo mediano la visione in condizione di elevata illuminazione e permettono la visione di colori e dettagli sistema visivo mediano la visione in condizione di scarsa illuminazione ma non permettono la visione di colori e dettagli

composizione coni e bastoncelli contengono una sostanza detta pigmento visivo. Ogni molecola è composta da due parti. La luce colpisce la molecola di pigmento visivo che cambia forma (le parti si dividono). Il cambiamento di forma libera energia che innesca il segnale elettrico nel fotorecettore

occhio destro (dall’alto) macula caeca fovea I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982). macula caeca fovea

distribuzione dei fotorecettori 160.000 non essendoci recettori, la luce che colpisce la macula non viene percepita [ area vuota del campo visivo] la macula cieca venne scoperta nel 1666 dal fisico francese Mariotte [ai tempi di Carlo II]

Quanto grande?

magnificazione corticale metà della corteccia visiva (V1) è dedicata ad elaborare segnali elettrici provenienti da soli 10° di campo visivo attorno alla fovea

immagine retinica immagine corticale

chiudete l’occhio destro guardate la croce e trovate la distanza per cui la il cerchio scompare

facciamo scomparire i cinesi

diffusione del colore e macula cieca

I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982).

I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982).

I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982).

I sistemi percettivi vanno analizzati (se già esistenti, come tutti i sistemi naturali) o progettati (se artificiali) utilizzando alcuni principi guida. I principi più importanti si rifanno alla gerarchia dei livelli di spiegazione discussa da David Marr (1982).

altri esempi in bianco e nero studiare la stratificazione

contrasto e stratificazione chi sta sopra? contrasto e stratificazione

L’ordine di stratificazione è ambiguo

Il nero viene percepito davanti

allineamento e stratificazione chi stà sopra allineamento e stratificazione

larghezza e stratificazione chi stà sopra larghezza e stratificazione

perché non vediamo la macula? movimenti oculari: la soluzione adottata dal nostro occhio è quella di muoversi costantemente e involontariamente in modo che l’immagine proiettata sulla retina sia in costante cambiamento sistema visivo inoltre la zona non rappresentata nell’occhio sinistro è rappresentata nell’occhio destro e viceversa

completamento e filling in Ramachandran (1992)

Indeterminazione occlusiva l'informazione ottica disponibile al sistema visivo è incompleta