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…
• 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
Memoria
CPU
(teoricamente
illimitata)
(veloce,
seriale)
Procedure
codificate
(programmi)
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
• 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?
• 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.
