Livelli di spiegazione
e modelli per l’interazione
Corso di Interazione Naturale Prof. Giuseppe Boccignone
Dipartimento di Informatica
Università di Milano
[email protected]
boccignone.di.unimi.it/IN_2017.html
Teorie “naturali” per l’interazione naturale
//spiegazione dei segnali sociali non verbali
Neuroscienze cognitive: background
Linguistica
Intelligenza
artificiale
Neuroscienze
Scienze
cognitive
Filosofia
della mente
Antropologia
Psicologia
cognitiva
Il livello di spiegazione psicologico
Linguistica
Intelligenza
artificiale
Neuroscienze
Scienze
cognitive
Filosofia
della mente
Antropologia
Psicologia
cognitiva
Il livello di spiegazione psicologico
• Una definizione:
• La psicologia è lo studio degli eventi mentali
(James, 1890)
• Classificazione degli eventi mentali: • La triade di Hilgard
Cognizione
Emozione
Motivazione
Il livello di spiegazione psicologico
• Una definizione:
• La psicologia è lo studio degli eventi mentali
(James, 1890)
• Distinguiamo due situazioni: • Processo generativo: stati mentali /affettivi (X)
generano dei segnali verbali / non verbali (Y)
X
Y
• Processo inferenziale: da eventi fisici osservabili
(Y) si possono inferire stati mentali (X)
X
Y
Il livello di spiegazione psicologico
X
Y
felicità
è felice
X
Y
Il livello di spiegazione neurobiologico
Linguistica
Intelligenza
artificiale
Neuroscienze
Scienze
cognitive
Filosofia
della mente
Antropologia
Psicologia
cognitiva
X’
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
// SN somatico
l sistema somatico controlla
tutte le nostre attività volontarie
e consce, le quali principalmente
comportano movimenti
(cammino, corsa, ecc).
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
// SN autonomo
Il sistema autonomo controlla tutte le funzioni del
corpo che normalmente non sono sotto un controllo
conscio, come il battito cardiaco, la respirazione, la
digestione e così via, anche mentre siamo
addormentati. questo sistema è composto
fondamentalmente da due cordoni che corrono
paralleli alla colonna vertebrale, collegati tramite una
fitta rete di nervi con tutti gli organi del nostro corpo
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
// SN centrale: il cervello
proencefalo
mesencefalo
romboencefalo
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
// il cervello: architettura e funzioni
Il livello neurobiologico: il sistema nervoso
// il cervello: rappresentazione funzionale
Il livello neurobiologico: neuroni
• Sono i mattoni del sistema nervoso
centrale, e in particolare del cervello
• Ne esistono di tipo differente, ma
condividono
• elementi strutturali di base
• funzionalità
Il livello neurobiologico: neuroni
struttura
Il livello neurobiologico: neuroni
soma o corpo cellulare:
contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma
è sufficientemente eccitato dall’informazione
proveniente dai dendriti trasmette un segnale
all’assone
dendrite: riceve informazione dai
neuroni e la trasmette al corpo
cellulare
assone: trasmette
l’informazione dal
soma alle sinapsi
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Il potenziale d’azione
Potenziale d’azione che si
propaga lungo l’assone
assone
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Il potenziale d’azione
Registrazione del potenziale di membrana
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Il potenziale d’azione, e l’effetto “domino”
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Il potenziale d’azione
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Il potenziale d’azione, in sintesi
assone
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Funzionamento delle sinapsi
cosa succede alle sinapsi?
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Funzionamento delle sinapsi
terminale assonico pre-sinaptico
vescicole sinaptiche che si
muovono nel citoplasma
neurotrasmettitori
terminale dendritico post-sinaptico
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
Il livello neurobiologico: neuroni che comunicano
// Eccitazione e inibizione
eccitazione
inibizione
eccitazione &
inibizione
Il livello neurobiologico: neuroni
//un modello semplificato
soma o corpo cellulare:
contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma
è sufficientemente eccitato dall’informazione
proveniente dai dendriti trasmette un segnale
all’assone
assone: trasmette
l’informazione dal
soma alle sinapsi
dendrite: riceve
informazione dai
neuroni e la trasmette
al corpo cellulare
Il livello neurobiologico: neuroni
//un modello semplificato
soma o corpo cellulare:
contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma
è sufficientemente eccitato dall’informazione
proveniente dai dendriti trasmette un segnale
all’assone
dendrite: riceve
informazione dai
neuroni e la trasmette
al corpo cellulare
assone: trasmette
l’informazione dal
soma alle sinapsi
Il livello neurobiologico: neuroni
//un modello semplificato
soma o corpo cellulare:
contiene il nucleo, con i cromosomi. Se il soma
è sufficientemente eccitato dall’informazione
proveniente dai dendriti trasmette un segnale
all’assone
dendrite: riceve
informazione dai
neuroni e la trasmette
al corpo cellulare
assone: trasmette
l’informazione dal
soma alle sinapsi
Il livello neurobiologico: neuroni
//un modello semplificato
L’interazione fra i livelli: il problema mente/cervello
Livello di spiegazione
psicologico
Livello di spiegazione
neurobiologico
Modelli nelle neuroscienze cognitive
• Modello
stato
mentale
(nascosto)
generazione
inferenza
comportamento non verbale
(visibile)
Modelli nelle scienze cognitive e nella percezione
//complessità e livelli di spiegazione
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Qual è il goal della
computazione?
Livelli di
spiegazione
secondo Marr
Quale
rappresentazione e
quale algoritmo?
Come realizzarla
fisicamente?
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Qual è il goal della
computazione?
Livelli di
spiegazione
secondo Marr
Quale
rappresentazione e
quale algoritmo?
Come realizzarla
fisicamente?
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Teoria
computazionale
Livelli di
spiegazione
secondo Marr
Rappresentazione e
algoritmo
Implementazione
hardware
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Qual è il goal della
computazione?
Livelli di
spiegazione
secondo Marr
Livello psicologico
Quale
rappresentazione e
quale algoritmo?
Come realizzarla
fisicamente?
Livello neurofisiologico
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Modello
teorico
Qual è il goal della
computazione?
Simulazione
Quale
rappresentazione e
quale algoritmo?
Come realizzarla
fisicamente?
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Livello psicologico
Livello neurofisiologico
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
stato
mentale
(nascosto)
Teoria
computazionale
generazione
Rappresentazione e
algoritmo
inferenza
comportamento non verbale
(visibile)
Implementazione
hardware
Modelli nelle scienze cognitive
//livelli di spiegazione
Modelli probabilistici
X
Algoritmi di inferenza
e learning
Implementazione
hardware
Y
