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PSICOLOGIA COGNITIVA

prof. Santangelo [email protected]

Programma d’esame: NEUROSCIENZE COGNITIVE ED. 2009-2015 – bear-purves ESAME: scritto, 6 domande aperte, 2 ore, da 0-5 punti per tutte le domande. Valutazione anche sulla base della capacità di dare in modo chiaro la risposta. Privilegiare risposte brevi, ma chiare.UNA DOMANDA SULLE FUNZIONI ESECUTIVE!!! Iscriversi a UniStudium: psicologia cognitiva 2017- NON fare i sistemi meccano sensoriali,pag 96 Il capitolo 15 del nuovo libro NON lo facciamo (della vecchia edizione sarebbe capitolo 26) La percezione olfattiva ecc non le fa

CAPITOLO 2 I PRINCIPI RILEVANTI DELLA PSICOLOGIA COGNITIVA

1. Temi principali della ps. Cognitiva
2. La percezione
3. L’attenzione
4. La memoria
5. Emozioni e cognizione sociale
6. La rappresentazione simbolica
7. L’elaborazione esecutiva Differenza sostanziale tra scuola comportamentista e cognitivista. La prima si sviluppa in Nord America, ha il suo apice intorno agli anni 50, ha connessioni forti con la psicologia russa (Pavlov).

COMPORTAMENTISMO 1910-

L’oggetto di studio del comportamentismo è la relazione tra stimolo-> risposta. Vi era una sorta di annullamento della mente come oggetto di studio, Skinner la definisce come black box. Alcuni autori che si definivano comportamentisti avevano piantato le basi per il cognitivismo, i quali dimostravano che si poteva entrare in una black box. Un comportamentista che di fatto era un pre-cognitivista: Tolman (topi-mappe cognitive). Il paradigma comportamentista si sgretola poiché cominciano ad emergere metodi di studio per accedere al black box.

COGNITIVISMO (1960-oggi)

Tolman: esperimento del 1936: permetteva a dei topolini di esplorare un labirinto, topi con motivazione in quanto cercavano il cibo, Tolman ad un certo punto chiudeva il percorso 1 e l’animale usava il percorso 2 che era il più corto dopo il percorso 2 se bloccava anche questo usava il percorso 3 il più lungo e svantaggioso. L’animale non utilizza a caso le sue conoscenze dell’ambiente in cui vive, utilizza di volta in volta il metodo più efficace, metodo per capire come l’animale creare delle rappresentazioni mentali dell’ambiente-> mappe cognitive. Chomsky: mentre il comportamentismo spiegava il linguaggio come prove/tentativi ed errori, quindi b. assembla una frase, se il genitore lo capisce e lo rinforza positivamente allora imparo quella frase, gli studi di quest’autore dimostrano come esiste un sistema di linguaggio innato, dei pool di cellule che evolutivamente stanno lì per acquisire queste informazioni che sono importanti rispetto alla socialità dell’individuo, tant’è vero che esistono delle aree deputate al linguaggio nel cervello (Broca e Wernicke). Molti studi ancora oggi vanno a confermare la specializzazione linguistica. L’impatto con l’ambiente è fondamentale-> si pensi agli studi di deprivazione linguistica.

Altra scuola importante è la Gestalt: la quale può essere considerata una scuola pre-cognitivista, perché indaga il processo cognitivo, in particolare quello percettivo. I gestaltisti hanno elaborato una serie di leggi, tra cui quella della prossimità: tendiamo ad accorpare insieme elementi che si somigliano tra loro e che sono vicini nello spazio (puntini rossi insieme). Atra legge è la similarità: elementi simili tendiamo a raggrupparli insieme. Legge della chiusura: non vediamo 2 linee separate, ma direttamente un cerchio. Il nostro cervello interpreta i vari stimoli fisici che sono presenti nella realtà.

Oltre che in ambito percettivo, la Gestalt lavora molto in ambito di apprendimento e si trova in una posizione diametralmente opposta all’approccio comportamentista. Come gli individui affrontano e risolvono determinate tipologie di problemi- problem solving? Problema della candela di Dunker: una scatola con delle puntine e una candela, obiettivo era come illuminare maggiormente la stanza? Quindi mettere la candela in alto? Come? Tramite le puntine inchiodo la scatola sul muro e metto la candela sullo scatolo dove erano le puntine, quindi lo utilizzo come base di appoggio. Uso il contenitore delle puntine come un qualcosa di diverso, come base di appoggio. Altro esempio: scimmia usa il bastone… Discorso di INSIGHT (illuminazione): di ristrutturazione del campo cognitivo vs trial-error learnig. Normalmente le persone tendono ad usare gli oggetti come li utilizziamo sempre.

Anni 60: studi propriamente in ambito cognitivista, dibattito che si è protratto per decenni, problema rispetto alla rappresentazione interna degli oggetti esterni. Qual è il formato? È una rappresentazione economica, simbolica o perfettamente esatta? Abbiamo una rappresentazione analogica o simbolica? Per alcuni c’è un codice simbolico, per altri analogico.

FORMATO ANALOGICO DELLA RAPPRESENTAZIONI INTERNA: vengono rappresentate 2 lettere (AA) che possono essere ruotate di un certo numero di grado (30,60 gradi) il compito è quello di dire se le due lettere, anche se ciascuna ruotata a modo suo, siano uguali o diverse. Gli autori di questo studio hanno visto che il tempo di reazione aumentava proporzionalmente alla differenza dell’angolo di rotazione tra i due stimoli. Maggiore è la rotazione, maggiore è il tempo di reazione. Qual è la prova che qui c’è un codice analogico e non verbale? Il fatto che più è differente lo stimolo, più impego tempo, è la prova del fatto che io cerco di fare una rotazione sull’immagine per poi vedere se i 2 stimoli sono uguali.

NEUROIMAGING: persone sottoposte a queste e gli dicono pensa a una mela rossa, quali aree si attivano? Si attivano le aree che si attivano come se vedessi realmente quell’oggetto. Allora il codice è appunto analogico.

COMPITO DI STERNBERG: PSICOLOGIA COGNITIVA SECONDA PARTE

STENBERG: compito di memoria a breve termine, venivano dati da 1 a 6 numeri, dopo un tempo breve scomparivano, riappariva un numero, il compito del soggetto era dire se effettivamente quel numero era presente o meno. con una cifra per dire se c'era o meno ci metteva 4 millisecondi, con 3 cifre 5 millisecondi, quindi impiegava man mano sempre più tempo. aumentava di circa (-40 ms). vedi modello connessionista.

Alcuni pensano che non riusciremo mai a capire il cervello finché non riusciremo a replicarlo.

CAPITOLO 3- L’esplorazione dei processi cognitivi in termini neurali

1. le alterazioni cerebrali fanno luce sulle funzioni cognitive
2. La misurazione dell’attività neurale durante l’elaborazione cognitiva

Due approcci principali:  primo approccio (causale),  secondo approccio (correlazionale)

• cambiamento dei processi cognitivi in seguito a deficit (lesioni cerebrali).

Un approccio è legato alla possibilità di seguire il cambiamento o legato a processi traumatici, quindi come quel processo cambia in pz che hanno avuto traumi cerebrali, ictus, malattie varie, una possibilità è andare a determinare cosa accade in quel determinato ambito.

Deficit:

• Permanenti: ictus, traumi cranici
• Temporanei: alterazioni elettromagnetiche, farmacologiche

 secondo approccio: misurazione dell’attività cerebrale durante esecuzione di compiti cognitivismo -tecniche di visualizzazione: EEG e fMRI

C’è un addestramento, l’animale impara un determinato compito e si vede se riesce a portare avanti questo compito.

Il primo approccio è seguire i cambiamenti cerebrali neurologici.

Il secondo consiste nell’andare a misurare l’attività cerebrale.

 PRIMO APPROCCIO: neurologici come Broca utilizzava un metodo di correlazione anatomopatologiche, visionando un largo numero di persone con problemi, ogni tanto individuavano un problema saliente e mettevano da parte quel paziente diciamo per analizzarlo. Se quel pz ha un disturbo del linguaggio, la domanda è qual è l’area del cervello particolarmente danneggiata? Dal punto di vista pratico, magari Broca vedeva il pz ha 65, il pz moriva a 80 anni, quindi quest’area cerebrale poteva essere vista solo anni e anni dopo.

 Tecniche delle correlazioni cliniche patologiche tra comportamento del paziente in vita ed autopsia celebrale post mortem  Limiti:

• 1. valutazione del deficit prima dell’autopsia
• 2. Diversità della lesione per pazienti diversi
• 3. Relazione tra area e processo

 Avvento del neuroimaging: permette di risolvere molti dei problemi suddetti

Informazioni sulla differenza di radiodensità dei diversi tessuti estrapolate d molteplici angolazioni e convertire in variazioni di livelli di grigio.

Nella risonanza magnetica si distingue in maniera molto più chiara. Non ha controindicazioni, per eseguirla bisogna rispettare alcune cose. È un grosso magnete che sfrutta delle molecole che sono già presenti nel nostro corpo. Il tomografo di risonanza magnetica produce un forte campo magnetico.

• Protoni degli atomi d’idrogeno del cervello allineati con il forte campo magnetico dello scanner (tesla)
• Onde radio a certe frequenze sono in grado di perturbare la posizione dei protoni che oscilleranno e poi si riallineeranno al campo magnetico
• Rilevando queste oscillazioni, l’MRI mette in luce la diversa densità protonica dei vari tessuti celebrali, che vengono poi convertiti in livelli di grigio. Tempo di rilassamento= quanto un protone ci mette a tornare alla sua posizione originaria, varia in base alla densità dei tessuti. Tessuti molto duri, tipo teca cranica, avranno un tempo di rilassamento molto breve. Rispetto al liquor dove tempo di rilassamento sarà molto lungo.
• Maggiore risoluzione: 3T (tomografi a tre tesla) si ottiene una definizione sotto il mm^3
• Voxel = unità minima che si può spegnere o scendere all’interno del cervello, comparabile al pixel
• Per nulla invasiva: niente raggi, niente mezzi di contrasto

 Induzione di lesioni chirurgiche in animali sperimentali (inclusi primati non-umani)

• Pro: . controllo su estensione del danno e corrispondente area funzionale
• Contro: . questioni etiche . addestramento .valutazione del comportamento a seguito della lesione

Animale che viene addestrato a compiere un compito, magari si inizia a lesionare una parte del cervello, per vedere se riuscirà a ricordare ancora il compito.

Obiezioni più scientifica a questo approccio è “possiamo essere veramente sicuri che l’area che noi individuiamo come area responsabile di quel processo, è effettivamente quella?” magari è un’area che fa parte di un circuito più grande, quindi rompendo questo anello è come se non funzionasse poi l’intera catena.

 Farmacologiche

• Sostanze psicoattive che agiscono sulla fisiologia sinaptica : . agonisti dei neurotrasmettitori: agiscono sui recettori in modo simile ai neurotrasmettitori( si legano con essi) . antagonisti dei neurotrasmettitori: bloccano i recettori alterando la neurotrasmissione
• Due approcci:
• uso e abuso di sostanze : dipendenza, alterazione e deterioramento dei processi cognitivi
• Studi controllati su animali sperimentali: effetto globale della sostanza somministrata : difficoltà di distinguere gli effetti su un processo cognitivo od un altro

 Stimolazione intra-cranica

• Stimolazione elettrica diretta di una regione cerebrale ( già da fine 800)
• Elettrodi posizionati . stabilmente (impianto) nel cervello di animali sperimentali . temporaneamente in pazienti umani durante interventi neurochirurgici ; ad esempio nel trattamento per rimozione di foci epilettogeni o di tumori
• Grado di stimolazione . lieve: eccitazione dell’area stimolata ( ad es. sistema motorio o verbale)

Mappe spazio temporali o topografiche dell’attività dell’ERP

• Quadro dinamico dell’attività celebrale nel corso del tempo
• Informazioni spaziali, sebbene non accuratissime

 Risposte di campo magnetico evento-correlate  ERP: EGG=ERF: MEG  Sia ERP che ERF dai flussi di corrente innescati dalla polarizzazione degli alberi dendritici dei neuroni corticali orientati perpendicolarmente

• Ma diversa misura: .ERP fluttuazioni di voltaggio ERF, variazioni di campo magnetico

 Corrente in un cavo, campo magnetico (CM) circolare -> regola della mano destra (vedi)  Il CM fuoriesce e rientra nel cranio  I CM generati dai solchi sono più facilmente rilevabili di quelli generati dai giri (paralleli al cuoio capelluto)

 Magnetometro

• Adiacente alla superficie del capo
• Distribuzione dei CM su tutto lo scalpo
• Stima della regione e dell’orientamento del generatore ….

 EEG/ERP

• voltaggio nei giri e nei solchi (sebbene più sensibile ai giri)
• Distorsione segnale EEG per le resistenze del cranio e degli altri tessuti

VS.

 MEG/ERF

• Cm solo nei solchi
• È un limite ma in realtà significa anche che la distribuzione del segnale è meno complessa rispetto EEG
• Inoltre cm non influenzati dai tessuti
• Quindi: stima dei generatori più facile

 Emodinamica celebrale

• Variazioni del metabolismo e del flusso sanguigno . Immagini ad elevata risoluzione spaziale . 20% del glucosio e dell’ossigeno usati dal cervello
• Maggior consumo dei neuroni più attivi rispetto a quelli inattivi
• Tomografia ad emissione di positroni (PET)
• Risonanza magnetica funzionale (fMRI)

Nella PET

 Composti marcati radioattivamente (isotopo O^15 , emivita= 2 minuti) iniettati nel circolo sanguigno  Distribuzione proporzionale allo stato fisiologico -> accumulo nelle aree metabolicamente più attive

 Decadimento isotopo -> scomposizione in neutrone e positrone

• Viaggia nel tessuto cerebrale per diversi mm  Collisione tra positrone e elettrone
• Distribuzione di entrambe le particelle . 2 raggi gamma (fotoni di annichilimento) in opposte direzioni

 Rilevatori di raggi gamma

• Due di essi devono (180°) rispondere simultaneamente
• Risoluzione spaziale non elevatissima (in confronto a fMRI) : distanza media di – 1 cm affinché ogni positrone, viaggiando nel tessuto cerebrale, incontri un elettrone (annichilimento)
• Tempo elevato per segnale adeguato (mappaggio): da pochi secondi a pochi minuti ( 1 m in media)

 FMRI

-differenza di segnale tra ossiemoglobina e deossimeoglobina -aree più attive consumano ossigeno e quindi richiedono afflusso sanguigno -in un paio di secondi, la microvascolatura risponde aumentando segnale arterioso nell’area attiva: -valutazione di concentrazione di ossiemoglobina rilevata nel magnete, -segnale dipendente dal livello di ossigenazione del sangue (BOLD)  PET : tecnica ormai poco utilizzata, leggermente invasiva implica il bere un tracciante che poi è quello che viene rilevato. Ci da delle mappe meno raffinate rispetto alla FMRI.  RISONANZA MAGNETICA STRUTTURALE -> ci sono delle radiofrequenze che spostano i protoni dell’H nell’encefalo e i protoni si orientano lungo un’appendice note, le radiofrequenze fanno oscillare i protoni che avranno un tempo di rilassamento e questo tempo varia in base alla densità dei tessuti.

ASPETTI FUNZIONALI: emoglobina. No misura diretta, ma indiretta. L’assunzione di fondo è legata al fatto che le aree metabolicamente più attive del cervello consumano più risorse, richiamo anche emoglobina. Emoglobina sia ossigenata che no attirate dalle aree metabolicamente più attive (per lo più emoglobina ossigenata). Aree più attive, richiamano più emoglobina, il segnale che rileviamo viene detto segnale BOLD (segnale dipendente dal livello di attivazione). Ci permette di dare delle localizzazioni spaziali dell’attività neurali migliori di quelle della PET.

 VANTAGGI rispetto alla PET: -meno invasiva (non c’è bisogno di tracciante), -maggiore risoluzione spaziale (1 mm vs 1 cm), -maggiore risoluzione temporale (pochi secondi vs 1 minuto). Che tipo di misurazioni? Sono basati su disegni a blocchi (con la PET), qui in maniera continuativa presentiamo lo stesso stimolo e misuro la risposta del cervello, ho bisogno del disegno a blocchi perché la PET impiega circa 1 minuto, questo tracciante deve avere il tempo di accumularsi e spostarsi. Presento svariate volte lo stimolo e alla fine faccio una sorta di fotografia tridimensionale del cervello e mi dà informazione su diverse aree cerebrali; dopo presento una seconda tipologia di stimoli, alla fine posso dire che il VOXEL x,y, z, è attivo maggiormente in una condizione rispetto ad un’altra condizione. VOXEL: analogo del PIXEL, cubettino di materia grigia, bianca e mista (con la PET grande cubo (?), con la FMRI. Il disegno a blocchi è quello in cui presento lo stesso stimolo in maniera ripetitiva il cui limite è l’abituazione, dato che il cervello si abitua a ricevere sempre lo stesso stimolo. La risposta correlata sempre ad uno stesso stimolo dopo un po' diventa minore.

abituati a interpretare in un certo modo gli stimoli. Problema aperto anche perché:

• Non esiste un metodo oggettivo attraverso cui il sistema visivo possa determinare in modo univoco il rapporto tra illuminazione, riflettenza e trasmittanza

Il sistema visivo ci dà la capacità di percepire i margini di contrasto ,ma la visione dipenderebbe sostanzialmente da strategie di elaborazione statistiche

La chiarezza percepita si deve accordare al significato empirico dello stimolo(enfasi su esperienza passata ed apprendimento)

Chiarezza (o luminosità): entità complessiva di luce in uno stimolo visivo COLORE (altra caratteristica elaborata dal nostro sistema visivo): distribuzione della quantità di luce lungo lo spettro visivo. Solo alla luce: -bastoncelli con singolo fotopigmento, quantità globale di luce -3 tipi di coni con altrettanti fotopigmenti con diverso coefficiente. di assorbimento spettrale (lunghezza d’onda corta, media, lunga) Essere umani: tricromati maggior parte degli altri mammiferi: dicromati. Gli animali hanno solo 2 tipi di cellule per distinguere i colori, a differenza degli esseri umani. -visione anomale dei colori: difetto genetico in uno o più coni, individuo dicromate, cromosoma X (preponderanza maschile), in genere problemi nel distinguere tinte rosse e verdi.

TINTA (tonalità): parametro che mi dà la sensazione vera e propria del colore, percezione soggettiva di rosso, blu verde, giallo, all’interno del Jack di HERING viene rappresentati col perimetro dell’oggetto stesso (pag 64). Percezione della qualità di rosso, blu, verde o giallo. SATURAZIONE: grado in cui il percetto (quel colore) si avvicina ad un colore neutro (più si va verso il centro del riquadro più si percepisce il grigio) CHIAREZZA DEL COLORE: luminosità applicata ad uno stimolo che evoca una tinta discriminabile.

4 colori primari (HERING):

L’ELABORAZIONE CENTRALE DEL COLORE: l’output retinico (3 coni) non è sufficiente a spiegare la nostra estrema capacità discriminativa dei colori, che si determina invece: sia a livello di retina, che nucleo genicolato laterale del talamo, che corteccia extrastriata. Neuroni con campi recettivi concentrici ed antagonisti (rosso-verde, blu-giallo) ad es. -luce rossa al centro (eccitazione), luce verde in periferia (inibizione) In particolare, è fondamentale l’area V4: lesioni a V4: acromatopsia (anche se altre aree circostanti sembrano contribuire all’elaborazione del colore). Così come per la percezione della chiarezza, anche i colori sono influenzati dal CONTESTO percettivo. CONTRASTO CROMATICO: le info spettrali locali possono essere alterate dalle info spettrali globali (pag 66). COSTANZA CROMATICA: a partire da stimoli diversi posso arrivare a causa del contesto a percepire stimoli simili. Le info spettrali globali possono agire anche in senso inverso, facendo apparire uguali info spettrali locali diverse.

LA PERCEZIONE DELLA FORMA (oltre alla chiarezza e al colore) Psicologi della Gestalt hanno mostrato tante possibilità di ingannare il nostro sistema percettiva, per farci capire che si tratta di un’elaborazione attiva, di qualcosa che va oltre al solo stimolo fisico. VARIAZIONE DELLA LUNGHEZZA DELLA LINEA in fz del suo orientamento: come per chiarezza e colore,

notevole discrepanza tra mondo fisico e percepito. A) ILLUSIONE DI HERING: linee rosse parallele che sembrano curvarsi B) Illusione di Poggendorff: linee rosse colineari che sembrano collidere C) Illusione di Muller-Lyer: linea rossa a destra sembra più corta della sinistra D) Illusione di Ponzo: linea rossa più in alto che sembra più lunga Pag. 67. Anche questi fenomeni (come per la chiarezza e il colore) non sembrano essere facilmente spiegabili in termini di caratteristiche delle cellule visive. Necessario un riferimento all’esperienza.

15/3/

La dimensione della sfera è sempre la stessa ma viene percepita tanto più grande tanto più è posta in fondo. L’estensione dell’area visiva attivata è direttamente proporzionale alla dimensione dell’oggetto percepito e non alla grandezza effettiva dell’oggetto nell’immagine retinica. In V1 c’è una codifica frutto dell’interpretazione del percetto in base all’esperienza (se due oggetti hanno uguale dimensione ma uno è lontano, quello sarà effettivamente più grande). Pag 68. Studio di retinotopia: mappano come le cellule nelle aree visive elaborano gli stimoli esterni. retinotopica: cellule vicine elaborano porzioni di spazio vicino, cellule vicine avranno campi recettivi vicini. Nell’analisi retinotopica si va a vedere quali sono le aree che rispondono al cerchio piccolo, quale al cerchio grande ad es. la mappatura a livello della corteccia non è relativa alla grandezza dello stimolo. Altra caratteristica fondamentale dell’elaborazione visiva è relativa alla percezione della profondità, gli esseri umani hanno un vantaggio rispetto ad altre specie, vantaggio anche per la manipolazione, la costruzione di oggetti utili per la sopravvivenza, quindi è una caratteristica molto sviluppata nell’essere umano, questo si vede anche dalla posizione degli occhi (cavallo- occhi a 180gradi, quindi non c’è una visione tridimensionale come nell’uomo). Come si costruisce la possibilità di elaborare tridimensionalmente il mondo circostante? 2 componenti: binoculare e monoculare: indizi provenienti da un unico occhio, se ci tappiamo un occhio siamo ancora in grado di capire la profondità. Ma ad es. un b. che usa solo un occhio avrà una visione della profondità molto più compromessa. La componente monoculare è legata all’esperienza, all’ambiente. Indizi monoculari:

1. l’occlusione: l’oggetto che occlude la visione dell’altro capiamo che è un oggetto vicino a noi.
2. relazione tra dimensione e distanza: quanto più un oggetto è distante, tanto meno spazio occuperà sulla retina. Più l’oggetto si avvicina più la mia proiezione retinica sarà maggiore.
3. parallasse di movimento: se l’osservatore si sposta, la posizione dello sfondo rispetto ad un oggetto in primo piano cambia di più per gli oggetti vicini che per quelli lontani. Legata al fatto che il movimento di chi percepisce, lo spostamento produce effetti diversi a seconda della lontananza degli oggetti che abbiamo davanti. Delle info rispetto alla profondità si ottengono anche da quanto cambiamento di campo visivo ho, rispetto alla posizione degli oggetti accanto a me.
4. prospettiva area: apparenza più vaga e sfocata per gli oggetti distanti dall’atmosfera terrestre. COMPONENTE BINOCULARE: va considerata: -sovrapposizione binoculare (posizione degli occhi) noi abbiano circa 140 gradi di sovrapposizione sui 180 gradi totali: più gli occhi sono laterali e minore sarà la sovrapposizione, ad es. cavalli 15 gradi circa. L’elevato grado di sovrapposizione negli umani si è probabilmente evoluto a causa dei vantaggi della manipolazione oggettuale. Le info binoculari sulla profondità sono dette stereopsi (info visive diverse rispetto allo stesso oggetto): derivano dalla separazione orizzontale dei due occhi,

b) Variando la coerenza di movimento, si ottiene una forza psicofisica che rappresenta l’accuratezza percettiva in fz dell’entità e coerenza del movimento. STIMOLANDO ELETTRICAMENTE POPOLAZIONI DI CELLULE IN MT, si può mutare questa curva in modo sistematico: -aumenta la probabilità che l’animale muova gli occhi nella direzione coerente con l’orientamento del campo ricettivo selettivo della popolazione di neuroni stimolati.

Pz L.M. -> lesione vascolare con danno bilaterale MT+ -cecità al movimento: -se viene versato il thè, il liquido sembra congelato

• difficoltà a seguire l’eloquio: assenza di movimenti labiali -difficoltà ad attraversare la strada: incapacità di giudicare il movimento delle automobili.

TMS su MT+ in soggetti sani: interferenza temporanea sui percetti relativi al movimento.

Problemi aperti: PROBLEMA DELL’APERTURA: la conversione dello spazio tridimensionale in immagini retiniche dimensione li crea, in questo caso, incertezza sul movimento fisico (reale) portando ad un errore di valutazione. Pag 74. MOVIMENTO APPARENTE: Wertheimer, A) Due luci intermittenti, determinante intervallo temporale, <20 ms (luci simultanee), <450 ms luci sequenziali 20ms< i < 450 ms: percezione di movimento, con maggiore realismo nel centro dell’intervallo B) 4 voci: movimento percettivo solo in senso orizzontale, perché? Ancora da chiarire fino in fondo rapporti tra sistema visivo e analisi temporale degli eventi. Effetti consecutivi di movimento (effetto della cascata): dopo aver guardato per qualche secondo una cascata, guardando altrove, rocce o alberi, sembreranno muoversi nella direzione opposta. -la prolungata esposizione al movimento causa adattamento nei neuroni che lo codificano. Quando lo stimolo è rimosso, i neuroni che codificano altre direzioni di movimento saranno più attivi dando origine all’illusione.

La nostra percezione visiva non si limita a qualità come: chiarezza, colore, profondità e movimento. -percepiamo oggetti definiti da queste qualità

• esistono aree specifiche deputate all’elaborazione di alcune categorie di oggetti particolarmente importanti: volti, oggetti animati (animali), oggetti inanimati (strumenti, edifici), elementi simbolici (parole), chiaramente non esiste un’area per ogni categoria. Resta da stabilire: riconoscimento globale vs integrazione di caratteristiche.

Durante un compito di conoscimento dei volti attivazione dell’area fusiforme.

LA PERCEZIONE DELLE IMMAGINI MEMORIZZATE -Superamento del dibattito analogico vs proposizionale: -attivazione di aree corticali analoghe tra percezione ed immaginazione dello stesso oggetto!

• naturalmente la ricostruzione immaginativa è meno nitida rispetto alla visione (attivazione “ridotta”) -conseguenza importante per lo studio dei processi di memoria: le info vengono immagazzinate primariamente nelle regioni cerebrali che le elaborano.

CAP. 6 LA PERCEZIONE DEGLI STIMOLI UDITIVI

Il sistema uditivo trasforma l’energia meccanica prodotta dal movimento di molecole d’aria in attività neurale

Variazione di pressione locale in segnale neurale :

• Orecchio esterno (pre neurale): pinna e conca auricolare, amplificazione

Mantiene l’energia prodotta in onda sonora -> la trasmette al liquido contenuto all’interno della Coclea collegata anche al sistema vestibolare. Struttura fondamentale all’interno della coclea è il sistema degli ossicini che agisce sulla finestra ovale in cui c’è una membrana che spinge il liquido all’interno della coclea. Il movimento del liquido produce il movimento nella membrana traiettoria che va a produrre un’attività delle stereocilia sparse lungo la coclea e permettono la trasformazione del segnale in segnale nervoso. Movimento membrana tetto legato al movimento liquido membrana coclea. Provoca movimento delle cellule ciliate che traducono il segnale in segnale nervoso. La membrana basilare è sensibile alle oscillazioni, vibrazioni diverse dovute alla diversa frequenza degli stimoli diversi.

L’orecchio interno, la coclea

• Il movimento della finestra ovale è trasmesso al fluido che muove le estremità delle cellule ciliate
• Il movimento depolarizza la membrana delle cellule ciliate che rilasciano neurotrasmettitori generando potenziali sinaptici
• Se i potenziali sinaptici raggiungono la soglia, parte potenziale d’azione lungo le terminazioni efferenti egli assoni che formano il nervo uditivo

Frequenza (altezza)

• È codificata dalla porzione della membrana basilare maggiormente flessa dallo stimolo
• Membrana basilare più rigida vicino alla finestra ovale (alta frequenza) più flessibile vicino all’apice (basse frequenze)
• Organizzazione tonotopica (cellule vicine a livello della coclea, codificano toni, frequenze vicine tra di loro)

Mezzo liquido -> onda sonora con frequenza determinata -> oscilla ed eccita una determinata porzione della membrana basilare -> movimento specifiche stereocilia -> aumento di potenziali d’azione e trasmissione segnale legato a una data frequenza di suono.

Ampiezza (intensità)

• Numero di potenziali d’azione per unità di tempo

A partire dalla coclea abbiamo varie stazioni per arrivare all’encefalo, nelle cortecce uditive:

• La prima stazione è il superior olivary complex, informazione proveniente da entrambe le orecchie: interagisce: prima elaborazione per la localizzazione delle fonti sonore
• Nucleus of lateral leminiscus (leminisco): elaborazione degli attributi temporali degli stimoli, anche questo cruciale per la localizzazione delle fonti sonore.
• Colliculus inferiore : importante centro d’integrazione e prima stazione di contatto con il sistema motorio, per indirizzare il comportamento in base ad input uditivo
• Medial geniculate complex of the thalamus (Talamo,corpo genicolato, porzione mediale) : stazione di ulteriore elaborazione e proiezione a corteccia uditiva primaria A1 (omologo del nucleo genicolato laterale per la visione)

Corteccia uditiva primaria A

• Giro temporale superiore
• Processi uditivi di base: ad es. frequenza sonora, tonotopia

 Presbiacusia:

• Diminuzione della sensibilità uditiva all’estremità superiore della gamma
• Molto comune a partire dai 55 anni
• Difficoltà di comprendere il linguaggio parlato in luoghi particolarmente caotici ed affollati

 Differenze di specie

• Spesso legata alla “Grandezza” del sistema uditivo (più è piccolo più vibra a frequenze elevate, come un violino rispetto ad un violoncello)
• grandi mammiferi(balene) percepiscono infrasuoni
• Piccoli mammiferi(pipistrelli) percepiscono ultrasuoni

 Visione:

• Luminosità, colore, forma, profondità e movimento

 Udito:

• Volume, altezza, timbro
• Linguaggio e parlato

 Volume: percezione dell’intensità del suono

• Intensità = livello di pressione sonora
• Comunque espresso in decibel (dB) . Livello di pressione sonora basato sulla soglia percettiva umana (range che va da 0 a 120) . 0 dB: soglia media dell’udito umano, non è assenza di onde sonore, ma un suono percepibile nel 50% dei casi.
• Come per la luminosità, così anche per il volume non c’è relazione lineare con l’intensità fisica dello stimolo sonoro
• Infatti il decibel è su scala logaritmica: un cambiamento di pochi dB rappresenta un grande cambiamento d’intensità sonora
• Inoltre l’intensità percepita varia in funzione della frequenza
• Solo per frequenze comprese fra 500 e 5000 Hz gli esseri umani riescono a produrre una buona stima dell’intensità sonora

Il volume non equivale semplicemente alla trasformazione ad opera del cervello dell’intensità fisica di un segnale acustico

Non è stata trovata un’area celebrale specificatamente deputata all’analisi dell’intensità sonora

• Sebbene la corteccia uditiva si attivi di più per stimoli relativamente più intensi, questo semplice meccanismo non è sufficiente a spiegare tutti i fenomeni relativi al volume Ad esempio l’intensità di toni sinusoidali semplici tende a sommarsi se possiedono frequenze vicine

• In generale , il volume percepito dipende dal contesto in cui è inserita una certa intensità
• Rilevanza biologica in termini di fonti sonore significative da un punto di vista comportamentale
• Connessioni con attenzione selettiva

Percezione ordinata di più toni più alti o più bassi lungo il continuum della tonalità

• Fondamentale per l’elaborazione del linguaggio parlato e della musica
• È probabilmente soggetta al contesto in cui la stimolazione sonora si presenta con una certa regolarità; vedi orecchio assoluto vs relativo
• È quindi determinata dal bisogno di facilitare risposte comportamentali adeguate
• Come per il volume sonoro, anche la percezione dell’altezza non è determinata semplicemente dalla sua base fisica Vedi fenomeno della “fondamentale mancante”
• Discrepanza tra caratteristiche fisiche degli stimoli periodici e ciò che viene effettivamente percepito
• La frequenza percepita corrisponde alla “fondamentale” anche quando non c’è energia spettrale a quella frequenza
• È probabilmente un esempio di “completamento basato sul contesto”
• In natura, le serie armoniche sono complete
• È come se svariate sfumature acustiche venissero ricondotte a sotto insiemi sonori particolarmente rilevanti dal punto di vista comportamentale (forse da quei successo degli impianti cocleari)

Il notevole successo degli impianti cocleari

Pur utilizzando un piccolo numero di elettrodi riescono a ripristinare percetti uditivi complessi in pazienti affetti da sordità profonda ad entrambe le orecchie

Il timbro

_ caratteristica percettiva che consente di rilevare differenza tra stimoli sonori che hanno peri altezza e volume

Ad. Es chitarra e pianoforte che suonano la stessa nota allo stesso volume, il timbro è chiaramente diverso

È la caratteristica acustica meno studiata

Ciononostante le proprietà timbriche sono fondamentali per una discriminazione adeguate dei percetti uditivi, soprattutto se complessi

La localizzazione delle fonti sonore

Localizzazione accurata negli esseri umani

• Asse orizzontale
• Asse verticale : meno accurata
• Asse antero-posteriore: scarsa

Meccanismi :

• Fonti sonore < 3 kHz Ritardo interaurale
• Fonti sonore > 3 kHz

• mancanza di attenzione
• Sonnolenza
• Sonno

22/3/

Tipicamente monitorato tramite EEG

Da vegli a sonno profondo (non rem)

• Progressiva diminuzione di frequenza e maggiore ampiezza del segnale registrato

Fase REM

• Cervello nuovamente attivo, elevata probabilità di sognare

Sistema attivante

• La sua stimolazione elettrica causa risveglio
• Include:
• Neuroni colinergici della giunzione ponto-mesencefalica
• Neuroni noradrenergici del locus ceruleus
• Neuroni serotoninergici del nucleo del rafe

Questi nuclei sono a loro volta controllati dal nucleo soprachiasmatico dell’ipotalamo

• Orologio circadiano, ciclo luce-buio

Coscienza intesa come consapevolezza del mondo e del se

Veramente difficile da esaminare con tecniche sperimentali o neuro scientifiche

Essere consapevoli non vuol dire essere anche autoconsapevoli

• Tutte le specie animali viventi sono in qualche modo consapevoli del mondo circostante, solo noi e poche altre sono autoconsapevoli. Questo deriverebbe dal grosso aumento che abbiamo di corteccia cerebrale in particolare nelle aree prefrontali. Dato che nuclei profondi sono uguali, questo meccanismo sarà legato a questo aumento di materia cerebrale.

I correlati neurali della consapevolezza in soggetti sani

Si cerca di studiare la consapevolezza con un metodo di studio di competizione fra le cose

A) Rivalità binoculare

• l’attivazione è specifica per l’occhio che vede la configurazione in cui il soggetto è consapevole B) Figure ambigue: (candelabro o volti di profilo)
• Solo quando il soggetto percepisce/è consapevole dei volti (pressione di un tasto) c’è attivazione del giro fusiforme
• Quando c’è consapevolezza c’è attivazione nel circuito fronto-parietale (attenzione)

Salienza: a partire dagli anni 90 si è cominciato a costruire dei modelli computazionali che cominciassero a chiarie nella scena visiva cosa è saliente (cosa cattura lo sguardo) e cosa no. Questo modello simula gli step di quello che dovrebbe accadere a livello della corteccia visiva.

Visione cieca

• Danno in V1 -> scotoma nell’emicampo visivo controlaterale

• Discriminazione di orientamento di linee presentate all’interno della scotoma superiore al caso, anche se i pazienti affermano i non vederle
• fMRI: gli stimoli attivano aree extrastriate, necessarie per discriminazione anche in assenza di consapevolezza

Split-brain ( già visto anche in Psic. Generale)

• Recisione del corpo calloso come trattamento anti-epilettico
• I due emisferi sono pressoché indipendenti e la consapevolezza generata dall’elaborazione di un emisfero è inaccessibile all’altro.
• Istruzione “ridi” o “cammina”, nell’emicampo destro, elaborazione emisfero destro, con abilità linguistiche rudimentali ma in grado di eseguire azione
• Tuttavia, se chiedo loro il perché abbiano svolto quella data azione, confabulano una risposta utilizzando le superiori capacità linguistiche dell’emisfero sinistro

Sindrome arto fantasma

• Nonostante l’amputazione di un arto, il soggetto può percepire input sensoriale periferici
• L’elaborazione delle informazioni periferiche è quindi un processo attivo con cui la corteccia ci rende consapevoli del percetto che esperiamo

Coma (“sonno profondo” dal greco)

• Compromissione della funzionalità del troncencefalico e strutture cerebrali profonde
• Prognosi incerta: da pochi giorni ad anni
• EEG
• Se piatto, morte cerebrale irreversibile
• Altrimenti, possibile consapevolezza, ad es fMRI ha mostrato attività nelle aree linguistiche in una donna in coma da mesi

Oscillazioni cerebrali ad alta frequenza > 40 hZ

• Attività coerente di grosse popolazioni di neuroni ampiamente distribuite
• • ad esemp prestare attenzione ad uno stimolo tende a sincronizzare l’attività neurale tra le cortecce sensoriale e altre aree rilevanti per l’analisi dello stimolo stesso
• La sincronia neurale potrebbe quindi essere rilevante per produrre la coesione tra le diverse qualità Dello stimolo-> binding
• Allo stesso modo la sincronia neurale potrebbe essere il meccanismo alla base della coscienza (ipotesi affascinante ma ben lungi dall’essere verificata)

Questione filosofica:

• Dualismo cartesiano: la mente e la coscienza non sono soggette alle leggi della fisica Allora la risposta è no
• Sistemi biologici si basano sulle leggi della chimica e della fisica Allora la risposta è si Il cervello per quanto raffinato, è una macchina, e quindi si può riprodurre, con tutte le sue proprietà emergenti: mente e coscienza

Allo stato attuale esistono macchine in grado di produrre output che somigliano ai processi mentali

Ma possiamo forse affermare che queste macchine siano consapevoli di ciò che producono? Analogia di Searle