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Scienze cognitive...
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...nella metà degli anni Cinquanta
studio interdisciplinare:
psicologia
linguistica
neuroscienze
scienze sociali
scienze della comunicazione
biologia
intelligenza artificiale
informatica
matematica
filosofia
fisica
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Scienze cognitive...
...nella metà degli anni Cinquanta
studio interdisciplinare:
psicologia
linguistica
neuroscienze
scienze sociali
scienze della comunicazione
biologia
intelligenza artificiale
informatica
matematica
filosofia
fisica
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Cibernetica
Come si comportano gli organismi in relazione all’ambiente
che li circonda?
... era stato scelto per occupare la neonata creata cattedra di
fisiologia alla Sorbona. Non gli era stato messo a disposizione alcun
laboratorio, ma Napoleone III, dopo averlo incontrato nel 1864,
sopperì a questa mancanza costruendo un laboratorio nel Museo
Nazionale di Storia Naturale nel Jardin des Plantes, e stabilendo
un professorato, che Bernard accettò subito dopo aver lasciato la
Sorbona nel 1868; lo stesso anno fu ammesso all'Académie
française. Quando morì gli furono accordati i funerali di stato - un
onore che mai prima d'allora la Francia aveva concesso ad un uomo
di scienza.
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Cibernetica
Come si comportano gli organismi in relazione all’ambiente
che li circonda?
Claude Bernard (1813- 1878)
... era stato scelto per occupare la neonata creata cattedra di
fisiologia alla Sorbona. Non gli era stato messo a disposizione alcun
laboratorio, ma Napoleone III, dopo averlo incontrato nel 1864,
sopperì a questa mancanza costruendo un laboratorio nel Museo
Nazionale di Storia Naturale nel Jardin des Plantes, e stabilendo
un professorato, che Bernard accettò subito dopo aver lasciato la
Sorbona nel 1868; lo stesso anno fu ammesso all'Académie
française. Quando morì gli furono accordati i funerali di stato - un
onore che mai prima d'allora la Francia aveva concesso ad un uomo
di scienza.
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Cibernetica
Come si comportano gli organismi in relazione all’ambiente
che li circonda?
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Cibernetica
Come si comportano gli organismi in relazione all’ambiente
che li circonda?
Claude Bernard (1813- 1878)
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Cibernetica
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Cibernetica
Norbert Wiener (Columbia, USA, 1894 - Stoccolma, 1964), matematico statunitense, considerato il
fondatore della cibernetica, fin dall'infanzia dimostrò un'intelligenza vivissima, tanto da essere
considerato un bambino prodigio. A tre anni era già in grado di leggere correttamente; a nove fece il
suo ingresso nella scuola superiore, completando il percorso quadriennale in soli due anni.
Successivamente studiò presso la Cornell University, la Columbia University, l’Università di Harvard e
quelle di Cambridge (con Bertrand Russell) e Gottinga (con David Hilbert), laureandosi in matematica,
fisica e, infine, in biologia.
Al suo ritorno negli Stati Uniti, insegnò presso le Università di Columbia, di Harvard e del Maine,
divenendo infine professore di matematica al Massachussets Institute of Technology (1932-1960).
Allo scoppio della seconda guerra mondiale, in seguito alla fama conquistata in campo internazionale,
fu coinvolto in importanti progetti bellici. Tali progetti riguardavano in special modo la realizzazione di
computer specializzati nei calcoli da utilizzare nella balistica, dove era richiesto un enorme numero di
operazioni ripetitive.
Nel 1945 Wiener e von Neumann organizzarono un convegno a Princeton, al quale
parteciparono Pitts, Mc Culloch e altri matematici, logici, fisici e ingegneri. Questo convegno fu
considerato da Wiener l'atto di nascita della cibernetica (anche se tale termine sarebbe stato
introdotto più tardi), dove cominciò a venir utilizzato un linguaggio comune, con termini come analogico,
digitale, bit, feedback, ecc.
1948: Wiener conia il termine Cibernetica “governo della nave” basato sul feedback
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Cibernetica
Sistema a retroazione (feedback) - Wiman
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Cibernetica
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Cibernetica
Sistema a retroazione (feedback)
Prendendo un esempio tratto dalla balistica, un sistema di puntamento
ad anello aperto calcola a priori le coordinate dell'obiettivo, quindi sia
la direzione che l'alzata, calcola gli effetti del vento o di altri agenti
esterni e poi incomincia a sparare. Il fatto che l'obiettivo sia stato
centrato o meno non influisce sul puntamento dei colpi successivi. In
un sistema retroazionato invece, dopo che è stato sparato il primo
colpo si valuta la distanza dell'obiettivo e in base a questa vengono
modificate le impostazioni dell'arma. È facile capire come in questo
caso il secondo sistema sia molto più efficiente del primo.
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prima dell’informatica...
Joseph Marie Jacquard (1801)
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1805
precedenti modelli:
Frenchmen Basile Bouchon (1725)
Jean Falcon (1728)
Jacques Vaucanson (1740)
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primordi dell’informatica
Interesse bellico delle ricerche
Alan Turing, Inghilterra - II Guerra Mondiale
ENIGMA vs BOMBE
Fish vs COLOSSUS
p.7
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primordi dell’informatica
Gottfried Wilhelm Leibniz
assegnare numeri a concetti e usare regole formali per manipolare i concetti
1. un uovo
2. cadere a terra
3. frittata
1+2=3
1854: George Boole - An investigation on the Laws of Thought
Definì varie operazioni logiche che governano il pensiero
Costruì un sistema in grado di gestire alcune frasi : Socrate è un uomo
1879: Gotlob Frege
Estese il sistema per poter compiere operazioni del tipo
Socrate è un uomo
Tutti gli uomini sono mortali
Socrate è mortale
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Alternative al comportamentismo
Frederic Barlett (1932)
ruolo della ricostruzione soggettiva della memoria
Jean Piaget (1920)
epistemologia genetica
Lev S. Vygotskij e Aleksandr R. Lurija (1920)
le capacità cognitive emergono nelle interazioni interpersonali
Gestalt (1920)
Il tutto è più delle parti
Wolfgang Kohler (Tenerife, 1913-1917) : Scimpanzé - problema senza prove ed errori! p. 23
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Psicologia e comportamentismo
Brano: pagine 15-19
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Psicologia e comportamentismo
Hermann Helmholtz (1821-1894 ) fu uomo di interessi culturali e scientifici
vastissimi. Si laureò in medicina a Berlino nel 1842 e fu medico militare dal
‘43 al ‘48 ; divenne professore di fisiologia ed anatomia a Königsberg
( 1849 ), poi passò a Bonn ( 1855 ), quindi ad Heidelberg ( 1858 ) ed infine
ricoprì una cattedra di fisica a Berlino ( 1871 - 1891 ); due dei suoi allievi più
noti furono Hertz e Planck.
Le ricerche più importanti di Helmholtz in campo ottico riguardano l’ottica
fisiologica. Riuscì ad esplorare il fondo dell’occhio mediante un
oftalmoscopio di sua invenzione.
Si tratta di uno strumento che permette di vedere l'interno
dell'occhio; guardando dentro la pupilla, non è possibile
vedere l'interno dell'occhio (la retina), in quanto la testa
dell'osservatore scherma il fascio di luce che, riflesso,
consentirebbe di vedere la retina; attraverso
l'oftalmoscopio, invece, l'occhio dell'osservatore e l'occhio
da esaminare si trovano lungo lo stesso asse.
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Psicologia e comportamentismo
Nel suo Hanbuch der physiologischen Optik ( 1856 - 1867 ) spiegò, tra l’altro, il
meccanismo dell’accomodazione oculare a distanze diverse : dimostrò che
la curvatura del cristallino cambia ed aumenta quando l’oggetto osservato si
avvicina all’occhio ed anche per questo studio utilizzò un oftalmometro da lui stesso
ideato.
Sviluppò inoltre la teoria della percezione cromatica avvalorando l’ipotesi di Young:
esisterebbero recettori retinici diversi per i tre colori fondamentali, rosso, verde,
violetto e l’effetto percettivo risulterebbe dalla diversa mescolanza dei tre colori.
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
Wilhelm Maximilian Wundt (Mannheim, 16 agosto 1832 – Lipsia, 31 agosto 1920)
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Psicologia e comportamentismo
William James (New York, 11 gennaio 1842 –
Chocorua, 26 agosto 1910) è stato uno psicologo e
filosofo statunitense e presidente della Society for
Psychical Research dal 1894 al 1895.
si ispira a Darwin...
FUNZIONE ADATTATIVA
DEL COMPORTAMENTO
(si pensi a quanto detto su K . Lorenz)
La sua era una famiglia di tradizione calvinista emigrata dall'irlanda. Fratello maggiore di cinque figli, tra i quali
va ricordato Henry James che sarebbe divenuto un celebre romanziere.
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Alternative al comportamentismo
Frederic Barlett (1932)
ruolo della ricostruzione soggettiva della memoria
Jean Piaget (1920)
epistemologia genetica
Lev S. Vygotskij e Aleksandr R. Lurija (1920)
le capacità cognitive emergono nelle interazioni interpersonali
Gestalt (1920)
Il tutto è più delle parti
Wolfgang Kohler (Tenerife, 1913-1917) : Scimpanzé - problema senza prove ed errori! p. 23
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Alternative al comportamentismo
Gestalt (1920)
Percezione d’insieme, non analitica.
Wertheimer told this story to illustrate the point: A school inspector was
impressed by the children that he had observed, but wanted to ask one
more question before departing. "How many hairs does a horse have?" he
asked. Much to the amazement of both the inspector and the teacher, a nine
year old boy answered "3,571,962." "How do you know that your answer is
correct?" asked the inspector. "If you do not believe me," answered the boy,
"count them yourself." The inspector broke into laughter and vowed to tell
the story to his colleagues when he returned to Vienna. When the inspector
returned the following year for his annual visit, the teacher asked him how
his colleagues responded to the story. Disappointedly he replied, "I wanted
very much to tell the story but I couldn't. For the life of me, I couldn't
remember how many hairs the boy had said the horse had."
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Gestalt
Percezione d’insieme, non analitica.
Ogni percezione si presenta all’esperienza come un tutto unico, una
struttura definitiva avente una sua “forma” individuale, che è impossibile
comprendere attraverso una sua scomposizione in una serie di elementi
giustapposti. Non ha valore ognuna delle parti costituenti un’opera
esaminata nella sua fase analitica, ma ha valore unicamente l’insieme, il
quale è sempre superiore alla somma degli elementi che lo compongono”
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Gestalt
Percezione d’insieme, non analitica.
Viso di donna
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Gestalt
Percezione d’insieme, non analitica.
Viso di donna
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Gestalt
Percezione d’insieme, non analitica.
Viso di donna
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Gestalt
Percezione d’insieme, non analitica.
Viso di donna
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Gestalt
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Il cervello si sviluppa
Camillo Golgi - biografia
(fine Ottocento, Nobel nel 1906)
Biologo e medico, docente all'Università di Pavia. Dopo aver
lavorato all'Ospedale per Malati Cronici di Abbiategrasso,
tornò all'Università di Pavia, dove condusse ricerche sulla
malaria e sulla struttura cellulare. La sua scoperta più
importante è la “reazione nera”, il metodo per la colorazione
di singoli nervi e strutture cellulari, fondamentale per
osservare i processi nervosi. Per queste sue ricerche
ricevette il Nobel nel 1906, condiviso con Santiago Ramón y
Cajal.
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Il cervello si sviluppa
Il 16 febbraio 1873 Camillo Golgi scriveva all’amico oculista Nicolò Manfredi: «Lavoro
molte ore al microscopio. Sono felice d’aver trovato una nuova reazione per dimostrare
anche agli orbi le strutture dello stroma interstiziale della corteccia cerebrale. Faccio agire
il nitrato d’argento sui pezzi di cervello induriti in bicromato di potassio. Ho già ottenuto
risultati assai belli e spero di ottenere di più». È il primo annuncio conosciuto della messa
a punto della «reazione nera», la tecnica istologica che avrebbe cambiato il corso della
neuroanatomia e della neuroistologia di fine Ottocento, rendendo possibile la descrizione
topografica precisa della struttura del sistema nervoso centrale. Proprio per l’introduzione
di questo metodo Golgi avrebbe ottenuto il Nobel per la Medicina nel 1906.
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Il cervello si sviluppa
Racconta Golgi:
«Mi valsi ancora dell’acido osmico, che è, massime pel sistema nervoso, uno dei
reagenti più preziosi, perché senza indurre alterazioni di forma e di rapporto degli
elementi, indura in poche ore i tessuti, colorando altresì in nero intenso il grasso e
le fibre nervose, ed in bruno più o meno carico, gli altri elementi, ed esclusi l’alcol,
il quale per lunga esperienza si è dimostrato affatto inopportuno per lo studio dei
tessuti nervosi.»
Tuttavia questo metodo risultava piuttosto incostante nei risultati. Dopo una lunga
serie di tentativi, Golgi scopriva che l’indurimento dei tessuti nervosi in bicromato
di potassio e la successiva immersione in una soluzione di nitrato d’argento
portava ad una impregnazione fine ma limitata di neuroni e permetteva così di
ottenere una chiara visualizzazione delle fibre nervose. La scoperta veniva
annunciata il 2 agosto 1873 con una nota sulla Gazzetta Medica Italiana dal titolo
Sulla sostanza grigia del cervello e successivamente dettagliata in un lavoro del
1874 sulla stessa rivista ed intitolato Sulla fina anatomia del cervello umano.
La scoperta di Golgi diventava lo strumento per la rivoluzione nelle indagini
morfologiche microscopiche sul sistema nervoso e così l’elemento cruciale per la
fondazione delle neuroscienze.
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Il cervello si sviluppa
Facendo agire in successione sul tessuto nervoso il bicromato
di potassio e il nitrato d’argento, lo scienziato lombardo era
infatti riuscito a ottenere la precipitazione selettiva di un sale, il
cromato d’argento, che colora in nero la singola cellula nervosa
con tutti i suoi prolungamenti. Per motivi chimico-fisici tuttora
sconosciuti, il precipitato colora soltanto una piccola percentuale
delle cellule presenti nel campo microscopico (compresa fra l’1
e il 5 %). Così, a dispetto dell’incredibile labirintica complessità
del sistema nervoso, è possibile evidenzi,are la silhouette della
singola cellula, che emerge come un albero estratto da
un’inestricabile foresta, con tutti i suoi rami e le sue radici.
Conferendo il Premio Nobel a Golgi, l’Istituto Karolinska di
Stoccolma riconosceva così l’avanzamento tecnico che
maggiormente aveva fatto progredire gli studi sulla struttura del
sistema nervoso centrale, contribuendo in maniera essenziale
alla fondazione delle neuroscienze.
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Architettura neuronale
Golgi - Nobel 1906
Colora in nero la singola cellula nervosa con tutti i suoi
prolungamenti.
Santiago Ramon y Cajal - Nobel 1906
Sistema nervoso e cellule discrete
was born on May 1, 1852, at Petilla in Aragon, Spain.
He shared the Nobel Prize for 1906 with Camillo Golgi for
their work on the structure of the nervous system.
Sir Charles Scott Sherrington
Sinapsi (‘congiungere’) : punti di congiunzione tra neuroni
Metafora di John von Neumann della somiglianza computer-cervello
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Tra gli anni ’40 e ’50, i progressi dello studio del cervello contribuiscono alla
riflessione sul modo in cui concetti come informazione e computazione
possano costituire una base per la comprensione dei processi mentali.
Lo Psicologo Donald Hebb (1949), nella prefazione di The organization of
Behavior:
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Metafora di John von Neumann della somiglianza computer-cervello
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Franz Joseph Gall - inizi del XIX sec.
Le rientranze e le protuberanze del cranio rispecchiano le dimensioni delle
aree cerebrali
La frenologia è una dottrina pseudoscientifica ideata e propagandata dal
medico tedesco Franz Joseph Gall (1778 - 1828), secondo la quale le
singole funzioni psichiche dipenderebbero da particolari zone o "regioni"
del cervello, così che dalla valutazione di particolarità morfologiche del
cranio di una persona, come linee, depressioni, bozze, si potrebbe
giungere alla determinazione delle qualità psichiche dell'individuo e della
sua personalità.
Secondo Gall vi erano ben 26 zone del cranio a cui sarebbero corrisposte
le regioni della mente, a loro volta corrispondenti alle caratteristiche della
personalità del soggetto. Fra le varie attività di Gall vi era quella di
collezionare crani di persone che in vita si erano particolarmente distinte in
svariati modi per i suoi studi.
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Grazie all'aiuto ed alla collaborazione di Johan Kaspar
Spurzheim la frenologia conobbe un grosso sviluppo
tanto che nacquero varie società frenologiche sparse per
l'Europa.
Come accadde in seguito per i test d'intelligenza anche
la frenologia per un certo tempo venne vista con
interesse dai datori di lavoro, tanto che molti imprenditori
giudicavano l'onestà delle persone da assumere in base
alle loro caratteristiche morfologiche.
Fu verso la fine del XIX secolo
pseudoscienza perse la sua credibilità.
che
questa
Solo alcuni si ostinarono ancora a considerarla scienza,
come ad esempio coloro i quali divulgarono la
convinzione che la razza ariana fosse la razza superiore.
O, ancora, Lavery e White, due statunitensi che
inventarono lo "psicografo": una macchina che avrebbe
potuto, tramite un casco poggiato sulla testa, stabilire le
capacità mentali degli individui.
In realtà, anche se è vero che alcune funzioni del nostro
cervello possono essere localizzate, le varie parti del
nostro cervello non tendono a crescere verso l’esterno e,
quindi, non possono modificare la configurazione del
cranio. Infine, le funzioni a cui si riferiva Gall non
appartenevano alle zone del cervello da lui indicate,
tranne quella del linguaggio che l'autore aveva
casualmente individuato correttamente.
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Studi sul deficit
Paul Broca - il caso Monsieur Leborgne, Tan (1861)
Lesione in un area cerebrale: l’aria di Broca
La sua associazione fra afasia (perdita parziale o totale della capacità
di parlare e di riconoscere i simboli del linguaggio scritto e parlato) e una
precisa lesione della corteccia cerebrale del lobo frontale del sig.
M. Leborgne (soprannominato "Tan" perché era l'unica parola
che riusciva a pronunciare), fu il primo caso di localizzazione
cerebrale ad essere accettato dalla maggior parte della comunità
scientifica del tempo.
Nel 1861, infatti, Broca mostrò alla Société d'Anthropologie
(Parigi) il cervello di un paziente, il sig. Leborne, appunto, morto il
giorno prima, sei giorni dopo averlo visitato. Il sig. Leborne
soffriva di epilessia, emiplegia e, soprattutto, perdita del
linguaggio.
La lesione corticale era così netta, che la corrispondente regione
è stata chiamata "area di Broca", successivamente classificata
come area 44 da Brodmann.
Broca was a brilliant student.
He entered medical school in
Paris when he was only 17
years old and graduated at 20,
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Studi sul deficit
Carl Wernicke - comprensione del linguaggio (1874)
Lesione in un area cerebrale: l’aria di Wernicke
Perdita della comprensione del linguaggio, lasciando intatta la
capacità di parlare... (vedi il caso della casa cinese)
Wernicke's area is named after
Karl Wernicke, a German
neurologist and psychiatrist
who, in 1874, discovered that
damage to this area could
cause a type of aphasia that is
now called Wernicke's aphasia
or receptive aphasia.
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Studi sul deficit
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Korbinian Brodmann (1909)
Atlanti delle aree cerebrali
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Korbinian Brodmann (1909)
Atlanti delle aree cerebrali
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Bradley, Garrett e Zurif (1980)
Le lesioni nell’aria di Broca difficoltà di comprensione
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Studi sulle stimolazioni
Is the Brain Excitable?
The first scientist to test this hypothesis was a nephew and collaborator of
Galvani, named Giovanni Aldini (1762-1834). In 1802, Aldini did a number of
bizarre experiments. In Bologna, London and elsewhere, he used the bodies of
recently hanged and decapitated prisoners to apply electrical currents, using the
same methods that his uncle Galvani had employed to stimulate nerves and
muscles of animals.
Aldini attracted the attention of the population and the media by carrying out
public shows. To gasps of horror and fascination of the populace, he
demonstrated how electrical stimulation applied in the surface of the head
and members evoked responses such as blinking and opening the eyes,
facial grimaces, and tongue, eye and limb movements.
Aldini constructed enormous voltaic piles for this, some of them having more
than 100 elements. He wanted to prove that he was stimulating the brain, but in
fact he was not, because electrical current, however strong, would be blocked
by the thick bones of the skull. He was actually stimulating the muscles directly.
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Studi sulle stimolazioni
In this point of our history, it was natural to arise the idea to apply electrical
stimulation directly to the exposed brain. The first to do this was another Italian
(Italy was at the time one of the leading countries in physiology and physics), an
anatomist, physician and scientist named Luigi Rolando (1773-1831). His name
is mostly known by medical students from the Rolandic fissure, or central fissure,
which separates the frontal from the parietal lobes of the brain, and is visible in
the surface of the cortex.
In 1809, Rolando carried out several experiments of lesion and stimulation of the
surface of central nervous structures. Using a voltaic pile and crude electrodes,
he obtained limb movements, which became stronger in the vicinity of
cerebellum. He erroneously concluded that this structure was the brain's "source
of vital motor energy". His pioneerism was assured, though.
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Studi sulle stimolazioni
Anyway, one of the unexpected consequences of Aldini's grotesque
"experiments" was the gothic romance "Frankenstein, or Modern Prometheus",
published in 1818. Its writer, Englishwoman Mary Shelley (1797-1851), was
exceedingly impressed with the possibility of generating life in dead tissues by
means of electrical stimulation.
In discussions with his husband-poet Percy Shelley (1792-1822) and famous
writer and poet Lord Byron (1788–1824), Mary Shelley famously said "Perhaps, a
corpse would be reanimated; galvanism had given token of such things.". Many
serious scientists (as well as innumerable charlatans) became intrigued with this
possibility and galvanism turned out to be a synonym of all sorts of attempts at
resuscitating by electricity and as a way of curing everything, from gout to mental
disease (Charles Darwin himself, a serious naturalist, succumbed for a time to
the quack "electrical treatment" prescribed by a doctor in Scotland, to treat his
chronic gastrointestinal ills, by wearing on occasions a shock-giving belt).
(...)
45
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Studi sulle stimolazioni
Cervelletto
46
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Studi sulle stimolazioni
Cervelletto
La funzione principale è quella di
coordinare le uscite motorie: infatti, le
lesioni cerebellari compromettono la
coordinazione dei movimento degli
arti e degli occhi ma anche
l'equilibrio.
Ricerche recenti hanno ipotizzato che
tale compito di coordinazione del
cervelletto sia generalizzabile anche
alle funzioni cognitive. Un danno
cerebellare quindi non impedisce
l'utilizzo di una determinata funzione
ma ne riduce l'efficienza.
47
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Studi sulle stimolazioni
Experiments by Aldini with electrical stimulation of cadavers using voltaic piles (1802).
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Studi sulle stimolazioni
Eduard Hitzig (1838-1907)
Gustav Fritsch (1838-1927)
Pinças voltaicas de Claude
Bernard, usadas para
demonstrar o bloqueio
neuromuscular pelo curare
(1856)
Experiments by Aldini with electrical stimulation of cadavers using voltaic piles (1802).
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Diversos tipos de eletrodos de estimulação para fins especiais, desenvolvidos por DuBois-Reymond e contemporâneos (1840-1880)
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Studi sulle stimolazioni
Eduard Hitzig (psichiatra) - Gustav Fritsch
(anatomista), 1870
stimolazione con correnti fioche sulla corteccia:
zampe, muso, collo...
Wilder Penfield (neurochirurgo) - Rasmusen (anatomista), 1950
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Epilessia Impariamo a riconoscerle
Atlantino
(1) sistema nervoso
(2) encefalo
(3) lobo insulare
(4) sezione frontale
(5) parti primitive
(6) neuroni
(7) principali aree motorie, sensoriali e associative
wpe6.jpg (9115 byte) La corteccia cerebrale ha aree Motorie, Sensoriali e Associative:
Pensiero (A), Movimento esperto (A), Movimento (M),
Parola (M), Gusto (S), Tatto (S), Tatto (A), Riconoscimento visivo (A), Visione (S), Suono (S), Suono (A).
Queste sono le aree principali, altre sono nel lobo insulare e nella parte interna dell’emisfero. I due emisferi regolano le parti
inverse del corpo.
Ecco che dovrebbe risultare chiaro perché a seconda dell’area cerebrale interessata dalla scarica avremo crisi diverse.
Potremo:
perdere o non perdere il contatto con l’ambiente;
percepire suoni, odori, immagini, sapori, ecc.;
irrigidire, ruotare o scuotere parti o tutto il corpo;
compiere atti involontari o bloccarci.
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Modellistica computazionale: reti neuronali
La cellula nervosa deve essere in grado di:
1)Ricevere i segnali da ambiente esterno o altri neuroni
2)Integrarli e decidere se produrre a sua volta una risposta
3)Condurre il segnale alle terminazioni d'uscita
Alla raccolta dei segnali provvedono quindi i dendriti che possono riceverli sia dal mondo
esterno (ci sono neuroni sensibili alla luce o acustici) sia da altri neuroni. Il corpo cellulare
integra i segnali, ovvero esegue una sommatoria di questi e se il risultato supera un certo
valore soglia genera il a sua volta un segnale (si innesca un potenziale d'azione) oltre a
svolgere funzioni di coordinamento delle attività metaboliche della cellula. Il segnale quindi
passa all'assone e raggiunge le terminazioni sinaptiche di output che smistano il segnale
verso i muscoli o le ghiandole che si voleva andare ad attivare o, molto più spesso, verso
altri neuroni.
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Modellistica computazionale: reti neuronali
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Modellistica computazionale: reti neuronali
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Modellistica computazionale: reti neuronali
Brano: pagine 44-49
analogia neurone - proposizione (von Neumann: McCulloch, Pitts - ‘40-’50)
Il topo --- il legno --- è buono --- è duro --- da mangiare
0/1
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Modellistica computazionale: reti neuronali
La creazione di reti neurali su computer parte dall'osservazione che tutto ciò è riproducibile
su un circuito.
I neuroni umani sarebbero paragonabili a elementi integratori di tipo non lineare.
Un sommatore effettua la somma algebrica degli input in entrata, al pari del corpo cellulare
del neurone. Somma i segnali eccitatori, e sottrae quelli inibitori.
Il segnale va quindi amplificato e poi passa attraverso una funzione che determina
l’eventuale raggiungimento del valore soglia: il segnale analogico viene ridotto a i due
valori possibili, 1 e 0.
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Modellistica computazionale: reti neuronali
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Modellistica computazionale: reti neuronali
Struttura classica di una rete back-propagation, ovvero una rete con una propagazione dell’errore verso gli ingressi.
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Modellistica computazionale: reti neuronali
Costruire un sistema intelligente cercando di simulare
il cervello
• Le prime idee risalgono a McCulloch e Pitts (1943)
• Approfondimenti dovuti a molti studiosi (1950-1960)
• Furono abbandonate negli anni settanta a causa di problemi computazionali
• Interesse rinnovato alla fine degli anni '80
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Modellistica computazionale: reti neuronali
Il Percettrone
• Il percettrone è il mattone base delle reti neurali
• Nasce da un'idea di Rosenblatt (1962)
• Cerca di simulare il funzionamento del neurone
x1
x2
w1
w2
Somma
...
xn
Soglia
wn
w1, w2, wn
= stimoli
63
Modellistica computazionale: reti neuronali
Percettrone multistrato
1
1
x1
x2
x1
-1.5
1
1
somma
-0.5
soglia
1
-9
somma
x2
soglia
1
64
Modellistica computazionale: reti neuronali
Percettrone multistrato
I singoli neuroni vengono collegati alla schiera di neuroni successivi, in modo da formare una rete di
neuroni. Normalmente una rete è formata da tre strati. Nel primo abbiamo gli ingressi (I), questo
strato si preoccupa di trattare gli ingressi in modo da adeguarli alle richieste dei neuroni. Il secondo
strato è quello nascosto (H, hidden), si preoccupa dell'elaborazione vera e propria e può essere
composto anche da più colonne di neuroni. Il terzo strato è quello di uscita (O) e si preoccupa di
raccogliere i risultati ed adattarli alle richieste del blocco successivo della rete neurale. Queste reti
possono essere anche molto complesse e coinvolgere migliaia di neuroni e decine di migliaia di
connessioni.
65
Modellistica computazionale: reti neuronali
Il Percettrone
con più uscite
E' possibile generalizzare e
realizzare un percettrone dotato
di molti ingressi e molte uscite
Tutti gli ingressi sono collegati a
tutti i sommatori
I percettroni sono tutti indipendenti
e pertanto possono essere
addestrati singolarmente
66
Modellistica computazionale: reti neuronali
Le reti neurali possono essere suddivise in tre categorie principali:
1. a singolo strato oppure multistrato;
2. con feed-back oppure feed-forward
3. supervised oppure un-supervised
67
Modellistica computazionale: reti neuronali
In una rete neurale feedforward ogni neurone riceve un input da un ambiente
esterno e/ oppure da altri neuroni, senza pero’ che si formi un feedback.
68
Modellistica computazionale: reti neuronali
Le reti neurali FeedBack (con retroazione) consistono in neuroni artificiali con
blocchi costruiti artificialmente, che operano in retroazione.
69
Modellistica computazionale: reti neuronali
supervised oppure un-supervised
Alle reti della prima categoria viene presentato un input e osservato
l'output generato, a questo punto, tenendo conto dell'output che si
desiderava, vengono aggiornati i pesi dei collegamenti e presentato
alla rete un nuovo input. Questa procedura è detta "addestramento"
della rete. La "supervisione" consiste proprio nel conoscere che
risposta ci si aspetta da un determinato input.
Una rete neurale è in grado, successivamente, di dare risposte
coerenti anche ad input che non erano stati presentati in fase di
addestramento.
70
Modellistica computazionale: reti neuronali
La più comune rete supervised, che è anche la più famosa,
è quella multistrato (in cui, cioè, i nodi vengono posti in strati
paralleli, generalmente 2 o 3, al massimo 4)
Un esempio di applicazione: adoperata per il riconoscimento
di caratteri.
Vengono presentati una serie di caratteri (di solito contenuti
in una griglia quadrata) e la rete viene addestrata a
riconoscere di che carattere si tratti. Successivamente essa
sarà in grado, fornito un qualsiasi simbolo, di stabilire a
quale carattere esso "somigli" di più.
71
Modellistica computazionale: reti supervised
(un caso macroscopico)
Fame
+3
Reazione
72
Modellistica computazionale: reti supervised
(un caso macroscopico)
Fame
+3
Reazione
Inibita
-10
Tigre
73
Modellistica computazionale: reti supervised
(un caso macroscopico) - giusto per visualizzare
Fame
+3
Reazione
Inibita
-10
Tigre
lo strato che valuta gli stimoli,
“apprende” che quelli provenienti
dalla visione di una tigre non sono
importanti
74
Modellistica computazionale: reti neuronali
Brano: pagine 44-49
analogia neurone - proposizione (von Neumann)
Il topo --- il legno --- è buono --- è duro --- da mangiare
0/1
0/1
0/1
0/1
0/1
75
1965 - 1985
maturità delle scienze cognitive: un modello unitario dei meccanismi
responsabili della cognizione
Brano: pagine 58-49
76
George Miller,
Eugene Galanter,
Karl Pribram
1960
TEST OPERATE / TEST EXIT (TOTE)
attraversare la strada
77
78
1965 - 1985
Nella maturazione delle scienze cognitive, un ruolo importante ebbe il
rapporto tra psicologia e linguistica
78
1965 - 1985
Nella maturazione delle scienze cognitive, un ruolo importante ebbe il
rapporto tra psicologia e linguistica
nel 1957
Chomsky aveva proposto il suo modello di
grammatica generativo-trasformazionale
(ne pariamo dopo)
78
1965 - 1985
Nella maturazione delle scienze cognitive, un ruolo importante ebbe il
rapporto tra psicologia e linguistica
nel 1957
Chomsky aveva proposto il suo modello di
grammatica generativo-trasformazionale
(ne pariamo dopo)
nello stesso anno
Miller invita Chomsky ad Harvard per un seminario estivo)
78
1965 - 1985
Nella maturazione delle scienze cognitive, un ruolo importante ebbe il
rapporto tra psicologia e linguistica
nel 1957
Chomsky aveva proposto il suo modello di
grammatica generativo-trasformazionale
(ne pariamo dopo)
nello stesso anno
Miller invita Chomsky ad Harvard per un seminario estivo)
l’anno dopo, 1958
Miller e Chomsky scrivono insieme un saggio sulle lingue a “stati finiti”
78
Brano: pagine 65-69
79
1960
Il Centre for Cognitive Studies di Harvard
Brano: pagine 65-69
79
1960
Il Centre for Cognitive Studies di Harvard
Brano: pagine 65-69
George A. Miller
Distinguished University Professor of Psychology, Emeritus.
Princeton University
Department of Psychology
1-S-5 Green Hall
Princeton, NJ 08544
Phone: 609-258-5973 or 609-258-2972
Fax: 609-258-1113
79
1960
Il Centre for Cognitive Studies di Harvard
Brano: pagine 65-69
George A. Miller
Distinguished University Professor of Psychology, Emeritus.
Princeton University
Department of Psychology
1-S-5 Green Hall
Princeton, NJ 08544
Phone: 609-258-5973 or 609-258-2972
Fax: 609-258-1113
79
1960
Il Centre for Cognitive Studies di Harvard
Brano: pagine 65-69
Jerome Bruner is currently Research Professor of Psychology and
Senior Research Fellow in Law at New York University. Bruner was
Professor of Psychology at Harvard (1952-1972) and Watts Professor at
Oxford (1972-1980), and has spent time at the New York University
School of Law and the New School for Social Research in New York City.
George A. Miller
Distinguished University Professor of Psychology, Emeritus.
Princeton University
Department of Psychology
1-S-5 Green Hall
Princeton, NJ 08544
Phone: 609-258-5973 or 609-258-2972
Fax: 609-258-1113
79
1960
Il Centre for Cognitive Studies di Harvard
Brano: pagine 65-69
Jerome Bruner is currently Research Professor of Psychology and
Senior Research Fellow in Law at New York University. Bruner was
Professor of Psychology at Harvard (1952-1972) and Watts Professor at
Oxford (1972-1980), and has spent time at the New York University
School of Law and the New School for Social Research in New York City.
George A. Miller
Distinguished University Professor of Psychology, Emeritus.
Princeton University
Department of Psychology
1-S-5 Green Hall
Princeton, NJ 08544
Phone: 609-258-5973 or 609-258-2972
Fax: 609-258-1113
79
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Dalla percezione alla memorizzazione
Intorno al 1964 [una visione della possibile natura della
cognizione] aveva preso forma nella mia testa.
In linea di principio, pensavo, si può seguire il percorso delle
informazioni verso l’interno, dal loro primo incontro con gli
organi sensoriali fino al loro immagazzinamento ed eventuale
ricostruzione in memoria.
I primi stadi erano necessariamente olistici (un’idea presa in
prestito dalla psicologia della Gestalt)...
Tuttavia la sequenza di elaborazione non era affatto rigida. (...)
Le argomentazioni di Chomsky avevano dimostrato che
un’attività poteva essere governata da regole e ciò malgrado
essere illimitatamente libera e creativa.
Le persone non erano molto simili ai calcolatori, ma
ciononostante il calcolatore aveva apportato un contributo
decisivo alla psicologia: ci aveva dato una nuova definizione
del nostro oggetto, un nuovo insieme di metafore, e una
nuova sicurezza.
80
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
81
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
1.Sperling (1960) aveva accumulato prove a favore
dell’esistenza del primo magazzino, un registro
sensoriale in cui lo stimolo visivo o uditivo persiste
per poco tempo
81
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
82
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
2. Magazzino a breve termine (1959, 1965) in cui lo
stimolo visivo o uditivo persiste per poco tempo
82
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
2. Magazzino a breve termine (1959, 1965) in cui lo
stimolo visivo o uditivo persiste per poco tempo
82
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
2. Magazzino a breve termine (1959, 1965) in cui lo
stimolo visivo o uditivo persiste per poco tempo
82
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
83
Cognitive Psychology di Ulrich Neisser (1967)
Nel suo volume, Neisser ricordava alcuni importanti dati sulla memoria...
1.Sperling (1960) aveva accumulato prove a favore
dell’esistenza del primo magazzino, un registro
sensoriale in cui lo stimolo visivo o uditivo persiste
per poco tempo
2. Magazzino a breve termine (1959, 1965) in cui lo
stimolo visivo o uditivo persiste per poco tempo
3. Magazzino a lungo termine
83
Il modello della memoria di Richard Atkinson e Richard
Shiffrin (1968)
In 1968 Atkinson and Shiffrin proposed a model of human memory which posited two
distinct memory stores: short-term memory, and long-term memory. Later a third
memory store (actually the first in sequence) was added: sensory memory. In this paper I
describe this augmented three-store model and indicate some of the characteristics of
each memory system.
84
Il modello della memoria di Richard Atkinson e Richard
Shiffrin (1968)
85
Il modello della memoria di Richard Atkinson e Richard
Shiffrin (1968)
86
Il modello della memoria di Richard Atkinson e Richard
Shiffrin (1968)
87
Chomsky: la linguistica e le strutture innate
Avram Noam Chomsky (Philadelphia, 7 dicembre 1928) è professore emerito di linguistica
al Massachusetts Institute of Technology (MIT). È riconosciuto come il fondatore della
grammatica generativo-trasformazionale, spesso indicata come il più rilevante contributo alla
linguistica teorica del XX secolo.
La teoria della grammatica generativa (alcuni dei cui elementi essenziali sono già presenti
nell'opera Syntactic Structures del 1957) si caratterizza per la ricerca delle strutture innate
del linguaggio naturale, elemento distintivo dell'uomo come specie animale, superando la
concezione della linguistica tradizionale incentrata sullo studio delle peculiarità dei
linguaggi parlati. L'influenza del pensiero di Chomsky va ben al di là della stessa linguistica,
fornendo interessanti e fecondi spunti di riflessione anche nell'ambito della filosofia, della
psicologia, delle teorie evoluzionistiche, della neurologia e della scienza dell'informazione.
A partire da una forte presa di posizione contro la guerra del Vietnam a metà degli anni '60,
all'attività accademica Chomsky affianca un notevole impegno politico e sociale. La costante e
acuta critica nei confronti della politica estera di diversi paesi e, in particolar modo, degli Stati
Uniti, così come l'analisi del ruolo dei mass media nelle democrazie occidentali, lo hanno reso
uno degli intellettuali più celebri e seguiti della sinistra radicale americana.
(fonte: Wikipedia, modificato da E.Coco)
88
La linguistica
e le strutture innate
N. Chomsky prende in
considerazione il linguaggio
focalizzando alcuni nodi
problematici:
• il rapporto tra il carattere finito dei
mezzi che l'uomo ha a disposizione
nel linguaggio ed invece il carattere
infinito dell'uso degli strumenti
linguistici (problema di Humboldt)
• il problema mente-corpo (il
problema di Cartesio)
• principi organizzativi del
linguaggio;
ricerca che diventa poi anche
indagine sugli elementi variabili e
sulle invarianze nel linguaggio
(problema di Platone).
89
La linguistica di Chomsky e quella di Saussure
FERDINAND DE SAUSSURE,
was born in Geneva
(Ginevra) in 1857, Saussure showed early signs of considerable
talent and intellectual ability. After a year of studying Latin, Greek,
Sanskrit, and a variety of courses at the University of Geneva,
he commenced graduate work at the University of Leipzig in
1876. Two years later at 21 years Saussure studied for a year at
Berlin where he wrote his only full-length work, Mémoire sur le
système primitif des voyelles dans les langues indoeuropéenes (Thesis on the Primitive Vowel System in IndoEuropean Languages). He returned to Leipzig and was awarded his
doctorate in 1880. Soon afterwards he relocated to Paris, where he
would lecture on ancient and modern languages, and lived for 11
years before returning to Geneva in 1891. Saussure lectured on
Sanskrit and Indo-European at the University of Geneva for the
remainder of his life. It was not until 1906 that Saussure began
teaching the Course of General Linguistics that would consume
the greater part of his attention until his death in 1913.
90
La linguistica di Chomsky e quella di Saussure
Chiamiamo strutturalismo una tendenza metodologica che, nata originariamente in
ambito linguistico (con De Saussure), si è estesa ben presto ad altri settori dando luogo,
negli anni Sessanta e Settanta, a una specifica "atmosfera culturale", che aveva come centro
di irradiazione la Francia. Tale atmosfera non si è storicamente espressa in un movimento
omogeneo e compatto, ma ha dato luogo a un certo numero di dottrine diverse tra loro.
Ciò non toglie che tra queste ultime esiste un orientamento comune di pensiero:
1.lo strutturalismo afferma che la realtà è un sistema di relazioni i cui termini costituenti non
esistono di per sé stessi, ma solo in connessione tra loro.
2.contro
la visione ottocentesca di un divenire omogeneo ed unilaterale,
immancabilmente diretto verso il trionfo dell'uomo e dei suoi valori (libertà, giustizia...), lo
strutturalismo vede la storia come un insieme discontinuo di processi eterogenei retti da un
sistema di strutture psico-antropologiche, culturali, economiche, ecc.
91
La linguistica di Chomsky e quella di Saussure
A differenza dello strutturalismo nato con Saussure, che poneva l’accento
su:
i segni (teoria dei segni) e dalla
semantica (teoria del significato)
fondandosi sulla comunicazione e sulla convenzione sociale,
la grammatica generativa di Chomsky si concentra soprattutto sulla
sintassi (ossia sulle regole di combinazione dei costituenti) e sulla
matrice biologica, individuale, del linguaggio.
.
92
Linguistica: internismo vs esternismo
Le posizioni filosofiche tra fine Ottocento ed inizio Novecento riguardo alla teoria del
significato, mostrano due linee: quella di Saussure-Wittgenstein si contrapponeva a
quella che partiva da Frege. Avevamo, ossia,
• «da
una parte una concezione antropologica per cui il significato è funzione
dell'uso, e
•
dall'altra una posizione "platonica" per cui il significato è funzione di una
verofalsità possibile a priori, ossia insita nei segni stessi che rimandano ad una
realtà esterna indipendentemente dall'uso che ne fa una comunità».
Per Frege «l'umanità [deve avere] un patrimonio comune di pensieri che
trasmette di generazione in generazione»
(Frege, Senso e denotazione, in La struttura logica del linguaggio, a cura di Andrea Bonomi, Milano, Bompiani, 1995 [1973], p. 12).
Chomsky si colloca precisamente sulla linea "platonica" di Frege (Chomsky, per
la verità, con la sua solita mossa di rifarsi al Settecento saltando i precedenti più diretti,
si riallaccia esplicitamente a Cartesio), solo precisando in senso biologico, genetico la
natura di quel "patrimonio comune di pensieri" che in Frege restava piuttosto vago.
Avremo modo di approfondire in seguito la soluzione "innatista" di Chomsky
93
Linguistica: cosa intendiamo per “posizione platonica”?
La filosofia di Platone nasce dall'esigenza di conciliare le conclusioni di Parmenide, il
quale predicava la necessaria eternità e immutabilità di ogni cosa, con l'evidenza del
divenire che si riscontra nella realtà sensibile.
Platone inizia con il definire chi è il vero filosofo: è colui che ama la verità e non
insegue l'opinione (doxa). La verità è conoscenza suprema, la verità è nella
conoscenza dei puri concetti;
l'opinione, per contro, è quella conoscenza fallace che deriva dalla comprensione dei
soli fenomeni sensibili, i quali sono soggettivi quando addirittura contraddittori
(argomento già presente nella riflessione socratica).
94
Linguistica: cosa intendiamo per “posizione platonica”?
mito della caverna
E' per illustrare questa teoria che Platone utilizza la metafora del mito, e uno dei miti più
calzanti è senz'altro quello della caverna: Platone (attraverso Socrate) immagina gli uomini
chiusi in una caverna, gambe e collo incatenati, impossibilitati a volgere lo sguardo indietro,
dove arde un fuoco. Tra la luce del fuoco e gli uomini incatenati vi è una strada rialzata e un
muricciolo, sopra la strada alcuni uomini parlano, portano oggetti, si affaccendano nella vita di
tutti i giorni. Gli uomini incatenati non possono conoscere la vera esistenza degli uomini sulla
strada poiché ne percepiscono solo l'ombra proiettata dal fuoco sulla parete di fronte a loro, e
l'eco delle loro voci, che scambiano per la realtà. Se un uomo incatenato potesse finalmente
liberarsi dalle catene potrebbe volgere lo sguardo e vedere finalmente il fuoco, venendo così a
conoscenza dell'esistenza degli uomini sopra il muricciolo. In un primo momento, l'uomo
liberato, verrebbe abbagliato dalla luce, la visione delle cose illuminate, e non solo della loro
ombra, lo spiazzerebbe, ma avrebbe comunque il dovere di mettere al corrente i compagni
incatenati. I compagni, in un primo momento, potrebbero ridere di lui, ma l'uomo liberato non
può più tornare indietro e concepire il mondo come era prima, una volta venuto a conoscenza
della verità non può più fingere di non sapere.
Nel mito della caverna la luce del fuoco rappresenta la conoscenza, gli uomini sul muricciolo le
cose come realmente sono (la verità), mentre la loro ombra è la rappresentazione fallace e
sensibile della realtà (l'opinione). Gli uomini incatenati rispecchiano la condizione naturale degli
uomini, condannati a percepire l'ombra sensibile (l'opinione) dei concetti universali (la verità),
ma Platone insegna come l'amore per la conoscenza (la filosofia) possa portare l'uomo a
liberararsi delle gabbie incerte dell'esperienza e pervenire finalmente alla vera comprensione
della realtà.
95
Linguistica: cosa intendiamo per “posizione platonica”?
le idee platoniche
Ogni cosa sensibile è opinione, in esse infatti non si scorge la perfezione dei concetti
universali, le cose sensibili appaiono diverse da diversi punti di vista (sono opinioni) perché
partecipano solo in parte alla perfezione dei concetti, in quanto le cose del mondo non sono il
concetto stesso.
Esempio: esiste il concetto di grandezza, che non muta mai nel mutare di ogni cosa. Una
città può partecipare nelle diverse epoche della sua storia al concetto di grandezza come a
quello di piccolezza, essendo prima grande per poi ridiventare piccola, tuttavia, il concetto di
grandezza in sé, non muterà mai, poiché identifica necessariamente solo uno stesso stato
(non è possibile, infatti, che la grandezza sia allo stesso tempo grande e piccola).
Questo concetto che mai muta viene chiamato da Platone idea (da eidos=forma). L'idea
di Platone vuole significare l'autentico apparire della verità, l'idea è la forma autentica della
realtà, la sua forma certa e immutabile, quella forma di cui non si può dire per nessun
motivo che sia errore e opinione.
96
Linguistica: cosa intendiamo per “posizione platonica”?
L’Iperuranio
l mondo degli enti sensibili è il mondo che l'uomo ha davanti agli occhi quotidianamente, in
cui gli enti, le cose esistenti, si generano e si distruggono, deperiscono; il mondo delle idee,
chiamato da Platone Iperuranio (hyper=oltre; ouranos=volta celeste), è quindi il mondo in cui
risiedono le idee eterne e immortali alle quali gli enti terreni e corruttibili partecipano in
diversa misura. L'Iperuranio si trova al di là della volta celeste, in una regione da sempre
esistente al di là del tempo e dello spazio, è il vero e proprio "caveau" delle matrici, la dimora
dei concetti eterni e incorruttibili che rappresentano l'immagine perfetta delle cose terrene.
97
Linguistica: internismo vs esternismo
E’ importante notare che l' "internismo" chomskyano si differenzia da quello di
Frege per il diverso modo in cui i concetti all'interno delle nostre menti sono
concepiti: idealisticamente (Frege) o biologicamente (Chomsky).
La differenza è in realtà molto rilevante, e con conseguenza di vastissima portata
(al di là del fatto paradossale che in Chomsky si coniugano istanze platoniche e
posizioni realistiche), dato che comporta una radicale naturalizzazione degli stati
mentali.
98
Linguistica: internismo vs esternismo
Chomsky, per rendere la linguistica una scienza alla pari di tutte le
altre, opera anche lui una riduzione: riduce gli stati mentali in
generale e quelli linguistici in particolare, che sono lo specifico
oggetto della scienza linguistica, ad oggetti "naturali", fisici e reali,
alla pari degli oggetti della fisica e delle altre scienze "forti". Questa
particolare riduzione è appunto la "naturalizzazione" del mentale.
Nel fare ciò Chomsky, tra l'altro, è in compagnia di un buon
numero di filosofi "cognitivi" che pure mirano alla
naturalizzazione della mente, ossia alla sua riduzione agli stati
fisici indagabili dai neurologi
99
Linguistica: ricorsività matematica
La ricorsività, o più correttamente "funzione ricorsiva", è propriamente un
concetto matematico con il quale si definisce il dominio dei numeri naturali.
Questo è un insieme infinito di unità discrete, ognuna delle quali può
essere definita solo ricorsivamente avvalendosi della somma delle
unità precedenti.
Ricorsivo: di successione di funzioni, di formule o di dimostrazioni, in cui ogni
elemento si può ricavare dal precedente
definita l’unità (1), possiamo definire:
due :
1+1
tre :
due + 1 (oppure: 1+1+1)
quattro : due + due (oppure: due + 1 +1; tre + 1; 1+1+1+1)
100
Linguistica: ricorsività (fenomeno per cui una regola sintattica può essere applicata più volte di seguito)
La ricorsività investe ogni aspetto della lingua, anche se i
generativisti la evidenziano prevalentemente come capacità di
generare infinite frasi semplici
La «idea of "infinite use of finite means"» viene da Chomsky, con la
sua usuale mossa di ricavarsi gli antenati nel periodo precedente la
glottologia otto-novecentesca, fatta risalire a Wilhelm von Humboldt
(1767–1835), poliedrica figura di diplomatico, studioso e linguista.
L'esigenza di spiegare «l'apparente paradosso [...] che un insieme
finito di mezzi, quali sono appunto i dispositivi grammaticali di una
qualsiasi lingua, producono un insieme virtualmente infinito di
enunciati» risale, in realtà, al filosofo Edmund Husserl (1859-1938),
Analogamente, nella teoria della grammatica generativa di
Chomsky, l'accento è sempre sulla capacità delle regole della
lingua di generare (non a caso la teoria è detta "generativa")
ricorsivamente sempre nuove frasi.
101
Linguistica: ricorsività
La ricorsività investe ogni aspetto della lingua, anche se i generativisti la
evidenziano prevalentemente come capacità di generare infinite frasi semplici
ESEMPIO:
Partendo da frasi semplici ("Tizio dorme", "Caio mangia la
zuppa", "Piove"), abbiamo la possibilità teoricamente illimitata di
incassare frasi dipendenti
"[Sempronio compra la casa [che ha fatto il muratore [che viene
dal paese [che è nella valle [che è bagnata dal fiume [che nasce
dal monte [dove mia nonna raccontava [che ...]]]]]]]]": uno decide
di fermarsi solo per ragioni pratiche, ma teoricamente potrebbe
proseguire all'infinito).
102
Linguistica: cosa intendiamo per “trasformazionale”?
103
Linguistica: cosa intendiamo per “trasformazionale”?
Chomsky infatti sosteneva che allo strutturalismo era sfuggito un problema fondamentale che
era quello della creatività del linguaggio
103
Linguistica: cosa intendiamo per “trasformazionale”?
Chomsky infatti sosteneva che allo strutturalismo era sfuggito un problema fondamentale che
era quello della creatività del linguaggio
domanda Chomsky:
103
Linguistica: cosa intendiamo per “trasformazionale”?
Chomsky infatti sosteneva che allo strutturalismo era sfuggito un problema fondamentale che
era quello della creatività del linguaggio
domanda Chomsky:
"come avviene che i parlanti di una lingua sono in grado di produrre e di comprendere un
numero indefinito di frasi che non hanno mai udito prima o che addirittura possono non
essere mai state pronunciate prima da qualcuno?".
103
Linguistica: cosa intendiamo per “trasformazionale”?
Chomsky infatti sosteneva che allo strutturalismo era sfuggito un problema fondamentale che
era quello della creatività del linguaggio
domanda Chomsky:
"come avviene che i parlanti di una lingua sono in grado di produrre e di comprendere un
numero indefinito di frasi che non hanno mai udito prima o che addirittura possono non
essere mai state pronunciate prima da qualcuno?".
Esempi di trasformazione:
Trasformazione passiva
il ragazzo mangia la mela
diventa
la mela è mangiata dal ragazzo
Trasformazione nominale
le automobili circolano
diventa
la circolazione delle automobili
103
Linguistica: dipendenza dalla struttura
Il linguaggio umano, ossia, è caratterizzato da una dipendenza dalla struttura
("Structure Dependency"), laddove il linguaggio dell'addizione aritmetica è
"indipendente" dalla struttura. Molti linguaggi "artificiali" (cfr. più avanti), compreso
quello dell'aritmetica e compresi molti linguaggi informatici di programmazione,
sono in effetti "structure independent": non così il nostro linguaggio naturale.
ESEMPIO:
"Topolino chiama Pippo”
“Pippo chiama Topolino”
dipende dalla struttura
2+3 = 5
3+2 = 5
non dipende dalla struttura
104
Linguistica: dipendenza dalla struttura
Il linguaggio umano è struttura, è grammatica.
Come facciamo a controllare, imparare,
padroneggiare questa grammatica, queste regole?
105
Linguistica: opposizione Brain/Mind
Il linguaggio umano, ormai ci è ben evidente, è un sistema estremamente
complesso; come tale deve appoggiarsi a strutture specializzate per poterlo
gestire.
Alcune di queste strutture sono propriamente fisiologiche, come l'apparato
fonatorio (che esamineremo perlando della fonetica), l'apparato auditivo, il
cervello ed il sistema nervoso, altre più mentali come la memoria (e il
comportamento, in generale).
106
Linguistica: opposizione Brain/Mind: Chomsky, Lorenz, Quine
Dire "mentali", nell'accezione più intuitiva, vale 'dotate senz'altro di un sostrato
fisiologico, ma ad esso non interamente riducibili': in realtà l'opposizione tra
mente e cervello o (come più spesso si dice, essendo la moderna filosofia della
mente prevalentemente di area anglofona) mind - brain è uno dei problemi più
dibattuti nella filosofia moderna: proprio intorno a questo problema si è
sviluppata la cosiddetta Cognitive science e molta parte della moderna filosofia
analitica. Cosa, in effetti, possa o debba più precisamente intendersi per
"mentale" è un problema complesso quanto affascinante.
Una consistente parte dei moderni filosofi della mente (tra cui Chomsky) ne
sostengono la riducibilità agli stati naturali, ossia la loro "naturalizzazione". Da
un lato, pertanto, si accentua l'opposizione mente - cervello, e dall'altra si cerca
di ridurre il più possibile la mente al cervello.
Quine sought to renovate the old approach to epistemology in his 1969 essay, “Epistemology Naturalized.”
Si veda anche quanto detto già a proposito della naturalizzazione dell’epistemologia operata da Lorenz.
107
Linguistica: opposizione Brain/Mind
Un "sistema nervoso" (che comprende le strutture associate al
linguaggio), ad esempio, è stato sviluppato solo negli animali
("Metazoa"), ma un sistema centralizzato anziché una mera rete di
gangli nervosi è innovazione di un solo gruppo di animali, i "Cordata", al
cui sottogruppo "Vertebrata" appartengono i principali animali superiori
(pesci, rettili, uccelli, anfibi, mammiferi), e pertanto anche l'uomo.
108
Chomsky: come acquisiamo il linguaggio?
Vi possono essere due modi diversi di
impostare il problema, ossia, estremizzando
le posizioni:
(1) nasciamo già "sapendo", già
possediamo il linguaggio ed "imparare" vuole
solo dire esercitare e portare alla coscienza;
(2) alla nascita "non sappiamo" ancora
nulla, non possediamo già il linguaggio, e
siamo una tabula rasa che dobbiamo
riempire imparando dall'esperienza.
109
Innatismo vs Empirismo
ancora una parentesi sul significato di alcuni termini d’ispirazione filosofica
Se per Cartesio l' esperienza non aveva alcun ruolo nella definizione del concetto di
ragione e una funzione secondaria nel processo conoscitivo, per Locke essa diventa
l'imprescindibile termine di riferimento per comprendere la natura tanto della ragione
quanto della conoscenza. La differenza tra tra la posizione lockiana e quella cartesiana
può essere sintetizzata come segue.
Cartesio concepiva la ragione come una facoltà conoscitiva assoluta , che trovava
il suo fondamento nella stessa dimensione metafisica della res cogitans. Il
processo conoscitivo era determinato interamente dalle potenzialità insite nella ragione,
per cui esso avveniva interamente a priori, attraverso quel procedimento intuitivodeduttivo che è proprio della ragione stessa.
Per Locke, invece, la ragione è una funzione conoscitiva e argomentativa che non
può fare nulla senza il soccorso dell' esperienza, dalla quale dipende sia il materiale
conoscitivo su cui la ragione può operare sia la verifica finale delle operazioni compiute
dal soggetto conoscente. Le possibilità conoscitive dell' uomo, quindi , non sono più
illimitate (o limitate soltanto dalla capacità di costruzione razionale dell' uomo) , ma
rigorosamente confinate entro i limiti dell' esperienza. Il problema fondamentale diventa
per Locke analizzare come l' esperienza condizioni le funzioni stesse della ragione e
quali siano i limiti della conoscenza umana. Il riconoscimento lockiano della radice
empirica della conoscenza comporta anche l' abbandono del primato gnoseologico della
matematica (vedi razionalismo).
110
Chomsky: come acquisiamo il linguaggio?
Il panorama della scena filosofica e psicologica fino all'inizio degli anni
Sessanta del Novecento, era dominato da teorie di tipo empiristico, per
cui tutti gli stati mentali sono determinati dall'esterno da fatti del mondo,
apprendimento del linguaggio compreso.
A spezzare il fronte è stato nel 1957 Noam Chomsky con la linguistica
generativa.
Si tratta della facilità con cui un bambino impara uno strumento
complesso come il linguaggio in relativamente poco tempo ed in
modo naturale e spontaneo
= necessità di principi universali innati del linguaggio
Musgrave pp. 85-89
111
Chomsky: come acquisiamo il linguaggio?
Musgrave pp. 85-104
112
Gli anni 1985-1999
Riscoperta delle reti neuronali (teoria dei sistemi dinamici /
algoritmi genetici)
Applicare in campo cognitivo lo stesso tipo di equazioni
dinamiche usate in Fisica (equazioni che evolvono nel tempo)
Un sistema dinamico è un sistema che evolve nel tempo, indicando con questo
termine che sia l'ingresso che l'uscita si sviluppano nel tempo. In generale l'uscita
all'istante t di un sistema dinamico non dipende solo dall'ingresso del sistema allo
stesso istante, ma da una grandezza, detta stato, che rappresenta la storia
passata degli ingressi del sistema.
dx (t)
dt
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Gli anni 1985-1999
Riscoperta delle reti neuronali (teoria dei sistemi dinamici /
algoritmi genetici)
algoritmi genetici
Gli algoritmi genetici consentono a generazioni di regole di convergere verso la
soluzione di un problema, mostrando una capacità veramente interessante: sono
in grado di apprendere dall`esperienza. Gli algoritmi genetici si basano su alcuni
concetti tipici della teoria dell`evoluzione:
1) le regole buone hanno maggiore probabilità di riprodursi;
2) avviene casualmente un miscuglio di configurazioni;
3) esiste una funzione di valutazione della bontà di una regola.
Altri metodi di apprendimento si basano sulle reti neurali in cui ogni elemento
della rete è collegato ad altri tramite "pesi" che vengono calibrati dall`esperienza.
Anche questi metodi possono essere simulati al calcolatore.
114
Gli anni 1985-1999
Riscoperta dell’ambiente: il percipiente concepito come
un agente attivo che usa il proprio movimento per
campionare informazioni sull’ambiente (Gibson, 1966)
115
Gli anni 1985-1999
Riscoperta del cervello: la neuroscienza cognitiva
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Il futuro delle scienze cognitive....
pp. 148-150
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