Psicologia della visione Dal cognitivismo alla riscoperta della Gestalt

Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il neurone

Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il sistema visivo

Prima un po’ di fisiologia e anatomia… La retina

Prima un po’ di fisiologia e anatomia… Il genicolato laterale

Prima un po’ di fisiologia e anatomia… La corteccia striata (V1)

E un po’ di storia… PSICOFISICA Più di un secolo di psicologia sperimentale metodo sperimentale in psicologia -variabile indipendente: stimolo -variabile dipendente: sensazione PSICOFISICA La misura della“sensazione” collegata all’intensità della stimolazione (Weber, Fechner, Stevens)

Entra in scena il computer Cognitivismo (intorno agli anni ’50) Metafora della mente come un calcolatore I cognitivisti vedono il cervello come un elaboratore di informazione (simbolica) Gli sviluppi dell’informatica in quegli anni hanno un peso importante sul cognitivismo

La macchina di Von Neumann L’architettura di elaboratore di riferimento è quella proposta da Von Neumann Procedure codificate (programmi) Memoria (teoricamente illimitata) CPU (veloce, seriale) Questo tipo di modello seriale ha avuto poca fortuna nel campo della visione

Un nuovo vecchio modello: le reti neurali Crisi del modello cognitivista Sistemi di calcolo paralleli Informazione non più simbolica o proposizionale, ma codificata nell’architettura (attivazioni e connessioni)

La Gestalt: nascita, declino e resurrezione Teoria che bene si adatta alle reti neurali Nasce nella prima metà del ‘900 (Wertheimer, Kohler, Koffka…) Leggi di unificazione figurale

La Gestalt: nascita, declino e resurrezione “Il tutto è diverso dalla somma delle singole parti” Reazione alla teoria strutturalista che asseriva che la percezione è fata dalla somma di tante piccole stimolazioni puntuali

Le leggi della Gestalt Prossimità Somiglianza Chiusura Buona continuazione E altre nuove…

La crisi Forse i tempi non erano ancora maturi… Critica: non produce modelli in grado di fare previsioni accurate sul percetto, verificabili sperimentalmente. Un bel guaio, se si vuole usare il metodo sperimentale Forse i tempi non erano ancora maturi…

Cosa stava succedendo nel frattempo? La psicologia sperimentale negli ultimi cinquant’anni diviene sempre più strutturalista: Hubel e Wiesel nel ’59 pubblicano il lavoro sul campo recettivo delle cellule visive corticali Si scoprono detettori di tutti i tipi…

Un vero “pandemonium” (Selfridge, 1959) La direzione del flusso è univoca, verso l’alto, in stretta analogia con la definizione di campo recettivo data da Hubel e Wiesel

E oggi? connessioni feed-forward, orizzontali e di feed-back. Le scoperte in fisiologia evidenziano un concetto “allargato” di campo recettivo: connessioni feed-forward, orizzontali e di feed-back.

Modelli computazionali di ispirazione gestaltista Alcuni autori oggi rivalutano la teoria della Gestalt Hess e Field propongono un modello computazionale per la detezione di contorni curvilinei di dichiarata matrice gestaltista

Modelli computazionali di ispirazione gestaltista C’è davvero bisogno di un singolo neurone specializzato per ciascun possibile contorno? Meglio la collaborazione di più neuroni

Modelli computazionali di ispirazione gestaltista

Modelli computazionali di ispirazione gestaltista Association field

Un’esempio: la teoria FACADE (Grossberg, 1999) Form And Color And Depth Modello biologicamente ispirato

Due sottosistemi funzionali Boundary Contour System (BCS) Per la formazione dei contorni Feature Contour System (FCS) Per il filling-in, il riempimento del colore, la formazione delle superfici

Modello LAMINART Implementazione della teoria FACADE (BCS)

Modello LAMINART

Le cellule che compongo il modello Nell’LGN si trovano cellule ON/OFF + - Queste cellule evidenziano i contorni degli oggetti

Le cellule che compongo il modello In V1 si trovano cellule sensibili all’orientamento Sensibili al contrasto (cellule semplici) Non sensibili al contrasto (cellule complesse)

Le cellule che compongo il modello In V2 si trovano cellule bipolari (ipercomplesse) per completare i contorni frammentati

Interazione fra le cellule I “neuroni” che costituiscono la rete hanno forti interazioni le une con le altre cooperazione/competizione: Meccanismi di trade off: ogni cellula orientata, nel suo stesso punto attiva cellule con orientamento simile al proprio e inibisce quelle perpendicolari. In posizioni contigue esercita un azione esattamente contraria a questa.