Psicologia
Anno Accademico 2007-2008
Anna Borghi
[email protected]
Sito web: http://laral.istc.cnr.it/borghi
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Contatti
Orario di ricevimento: giovedi’ ore 11-13
Presso: Dipartimento di Psicologia, Viale Berti
Pichat 5
Tel. Studio: 051-2091838
E-mail: [email protected]
Sito web: http://laral.istc.cnr.it/borghi
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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.
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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.
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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
5
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
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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
realtà 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).
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Le principali scuole di psicologia
STIMOLI
RISPOSTE
STIMOLI
RISPOSTE
STIMOLI
RISPOSTE
8
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.
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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: oggettività, osservabilità,
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.
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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
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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).
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La cognizione “embodied”
(incarnata): alcuni principi
Centralità 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
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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
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Cognitivismo. S-software-R
STIMOLI
RISPOSTE
15
Connessionismo. S-cervello-R
STIMOLI
RISPOSTE
16
Cognizione incarnata (embodied). Scervello/corpo-R
STIMOLI
RISPOSTE
17
Cognizione distribuita. Scervello/corpo/ambiente-R
STIMOLI
RISPOSTE
Mente estesa
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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.
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Cognitivismo e connessionismo a
confronto: simboli o sub.-simboli?
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.
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Cognitivismo e connessionismo a
confronto: l’innatismo
Cognitivismo: Innatismo
Alcuni contenuti sono innati. Moduli specifici per date funzioni e dati
contenuti.
Evidenze: Psicologia evolutiva: teorie innate dei bambini,
Neuroscienze: modularità 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
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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
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Cognitivismo e cognizione “embodied”
a confronto
Teorie tradizionali: Separazione percezione – azione – cognizione;
Assunto: la percezione avviene nello stesso modo
indipendentemente dal tipo di risposta
azione
cognizione
percezione
Ma: non e’ una visione adattiva – Teoria embodied – Circolarita’
percezione-azionecognizione.
percezione
azione
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Avanguardie: la psicologia del XXI
secolo: approcci interdisciplinari
Neuroscienza cognitiva: studio di come il
Psicologia evoluzionistica: studio della base
Psicologia culturale: studio di come la cultura di
cervello realizza le attività mentali. Compiti cognitivi,
tecniche di neuroimaging. Neuroscienza affettiva e
neuroscienza sociocognitiva.
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?
appartenenza influenza rappresentazioni e processi
psicologici degli individui che ne fanno parte.
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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: troppo descrittivo, non isola i fenomeni
interessanti, assenza di controllo sperimentale
Inchiesta: es. per conoscere opinioni politiche etc.
Rappresentatività del campione cruciale.
Limiti: effetti di desiderabilità sociale, non
corrispondenza tra quanto si afferma e il proprio
comportamento.
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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 potenzialità di hardware e
software,
possibilità che le simulazioni non riflettano le
modalità di pensiero del cervello umano
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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’attività cerebrale
Per capire un fenomeno / un comportamento
dobbiamo essere in grado di coglierne le basi
neurofisiologiche.
limiti:
•
•
•
•
Difficoltà di accesso ai pazienti (es. lesioni),
Costo delle strumentazioni,
Campioni piccoli, difficile generalizzare,
Difficile generalizzare dai pazienti ai “normali”
27
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: incerta la generalizzazione alla vita
quotidiana, il laboratorio e’ un mondo a se’
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Modi per studiare il
comportamento
5. Altri metodi
Studio di casi singoli: utile in certi ambiti
(sviluppo, neuropsicologia), elevata validità
ecologica e analisi dettagliate
limiti: piccole dimensioni dei campioni, incerta la
generalizzabilità ad altri
Protocolli introspettivi, diari etc.: utile per
accedere a informazioni soggettive altrimenti non
disponibili
limiti: possibili discrepanze tra quanto si riporta e i
processi reali, impossibilità di riportare processi
non consapevoli
Possibile (auspicabile) l’integrazione di piu’ metodi
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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.
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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).
31
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?
32
+
33
Non vivente: risposta con la mano destra
34
Non vivente: risposta con la mano destra
35
Vivente: risposta con la mano sinistra
36
Vivente: risposta con la mano sinistra
37
UN ALTRO ESEMPIO: PROCEDURA
Compito: artefatto o oggetto naturale?
Risposta: pressione di un diverso tasto.
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MATERIALI
Catch-trial:
non
rispondere
39
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)
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Il metodo sperimentale:
un esercizio
Quali
variabili?
Quale
disegno
sperimentale?
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.
41
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.
42
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
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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
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Il neurone
Ogni neurone deve:
Neurone = unita’ anatomica e
+ ricevere informazioni (input)
funzionale del sistema nervoso.
dall’ambiente o da altri neuroni
Trasmette impulsi nervosi ad altri
+ integrare le informazioni
neuroni, ghiandole, muscoli
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
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Il neurone
Esseri umani
10.000.000.000.000
(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
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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
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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
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Il neurone:
la trasmissione nervosa
assone
Trasmissione di
informazione
Unidirezionale
Trasmissione elettrica
Trasmissione con
neuro-trasmettitori
Sinapsi eccitatorie
Sinapsi inibitorie
Nel cervello umano
circa 1015
Terminale
assonico
(presinaptico)
Dendrite
(postisinaptico)
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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.)
50
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
51
Sistema Nervoso Centrale
(SNC)
Proencefalo
Emisferi cerebrali
Talamo e
Ipotalamo
(Diencefalo)
Mesencefalo
Romboencefalo
Bulbo
Ponte
Cervelletto
Midollo spinale
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La corteccia:
Lobi e scissure
•Lobi (delimitati
da solchi maggiori)
•Scissure
•Giri (rilievi tra i
solchi)
Corteccia: strato esterno del telencefalo (emisferi cerebrali), composta da
materia grigia
53
La corteccia:
le aree corticali
Area visiva primaria
Area motoria primaria
Area somatosensoriale
primaria (tatto)
Area uditiva primaria
Aree associative
(frontali, posteriori)
54
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’
55
Tecniche di brain imaging:
fMRI – risonanza magnetica funzionale
Aree attivate del cervello: bruciano più
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 (peacemaker), immobilita’ necessaria
56
Tecniche di brain imaging:
fMRI
Aree di visione e udito
57
TMS / stimolazione magnetica
transcraniale
Bobina di stimolazione
posta sulla superficie della
testa
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?
58
Single cell recording
elettrodo
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.
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Il connessionismo:
le reti neurali
Rete neurale: modello del sistema nervoso –
Struttura dinamica capace di apprendere e
autoregolarsi.
Esempio: rete feedforward
60
Reti neurali:
un esempio
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
INPUT
61
Il connessionismo:
le simulazioni
Metodo: le simulazioni al
computer = riproduzione
delle proprietà
computazionali del cervello e
della mente.
Computer = usato non come
modello della mente ma
come strumento per
simulare.
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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.
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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 più stimolo – elaborazione
– risposta, ma ciclo: risposta –> modificazioni
ambientali –> elaborazione –> nuova risposta
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Vita Artificiale: l’importanza del
corpo
Ambiente
CORPO
CORPO
Ambiente
65
OUTPUT
RESTO
DEL
CORPO
INPUT
66
Vita Artificiale:
l’algoritmo genetico
Algoritmo genetico
- Riproduzione differenziata. Solo gli individui più 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)
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OUTPUT
RESTO
DEL
CORPO
GENOTIPO
INPUT
68
OUTPUT
RESTO
DEL
CORPO
GENOTIPO
INPUT
AMBIENTE ESTERNO
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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
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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
71
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
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RISULTATI DELLA SIMULAZIONE
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.
Replica dei risultati sperimentali ottenuti da T&E (2001)
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