sistemi I, II e ragionamento deduttivo

L'ipotesi che le persone ragionino in due modalità, note come sistema I e sistema II, è oramai ampiamente accettata non solo nei circoli delle scienze cognitive. Ciononostante, l'idea che la nostra architettura cognitiva consista in due sistemi, uno veloce ed automatico, uno lento e razionale, è a mio avviso poco convincente.

Ad onor del vero, i due più importanti sostenitori della teoria dei due processi (Evans & Stanovich, 2013), parlano appunto di processo 1 e 2 e non di due sistemi, e - per quanto elenchino una serie di proprietà che correlano con uno o con l'altro dei processi, considerano come caratteristica definiente soltanto il coinvolgimento della memoria di lavoro: se un processo coinvolge la memoria di lavoro è di tipo 2, altrimenti è di tipo 1.

Sistema Razionale?

La cosa che mi convince meno di alcune versioni della teoria è l'idea che il sistema/processo II sia razionale. Il concetto di razionalità è spesso mal definito. Gli economisti neoclassici hanno una definizione di razionalità molto chiara, anche se psicologicamente poco plausibile. Per una introduzione alla razionalità neoclassica, si veda Rational choice theory - Wikipedia. Io ho espresso le mie critiche alla razionalità neoclassica nel mio articolo The Experiential Utility(pdf).

Fuori dal contesto economico, e soprattutto nel dibattito su processo 1 e 2, la definizione di razionale è più sfumata. Un contesto in cui il pensiero può definirsi razionale è il ragionamento deduttivo. Ora, ci aspetteremmo che il ragionamento deduttivo sia appannaggio del sistema 2, giusto?

In realtà, la situazione è più complessa. Per rendere l'idea, provo a riassumere le conclusioni di un paio di articoli.

Anatomia del ragionamento deduttivo

Il primo articolo, Goel (2007), è una rassegna di studi di neuroimaging di studi sperimentali con compiti di ragionamento deduttivo. La premessa dell'articolo è quella di confrontare le evidenze neurocognitive di due teorie del ragionamento deduttivo: la teoria dei modelli mentali (rappresentazione visuospaziale), e la teoria della logica mentale (rappresentazione linguistico/sintattica). Secondo le conclusioni della rassegna, reti neurocognitive diverse, sebbene parzialmente sovrapposte, vengono attivate in circostanze diverse. Goel distingue tre dicotomie:

• ragionamento su materiale familiare vs materiale non familiare
• ragionamento formale su stimoli che confermano o smentiscono le credenze dell'individuo
• premesse che permettono deduzioni certe o deduzioni non certe

Materiale familiare vs non familiare

[...] cognitive theories of reasoning disagree whether logical reasoning is underwritten by the linguistic system or a visuospatial system. According to the results of imaging studies, both systems are involved and their engagement can be systematically manipulated by manipulating the content and context of the stimuli.

More specifically, a left lateralized frontal–temporal conceptual/language system [...] processes familiar, conceptually coherent material whereas a bilateral parietal visuospatial system (Figure 1c) processes unfamiliar, nonconceptual or incoherent material.

L'idea è che due meccanismi diversi (il sistema linguistico concettuale ed il meccanismo dei modelli mentali) si innescano a seconda del materiale analizzato: se il materiale è (semanticamente) familiare si usa il meccanismo linguistico, che si basa anche sulle conoscenze pregresse. Se il materiale non è familiare viene chiamato in causa il sistema visuospaziale, per la creazione dei modelli mentali alla Johnson-Laird. Questa spiegazione è in parte compatibile con i due sistemi. L'aspetto interessante è che Goel fa corrispondere il sistema II con quello dei modelli mentali, che sono analogici per definizione.

Stimoli che confliggono con il sistema di credenze

One of the oldest findings in the reasoning literature is that subjects perform better on reasoning tasks when the logical conclusion is consistent with their beliefs about the world than when it is inconsistent with their beliefs ... Incorrect responses in such trials indicate that subjects failed to detect the conflict between their beliefs and the logical inference and/or inhibit the prepotent response associated with the belief-bias. These belief-biased responses activate ventromedial PFC (VMPFC) (BA 11, 32), highlighting its role in non-logical, belief-based responses. The correct response indicates that subjects detected the conflict between their beliefs and the logical inference, inhibited the prepotent response associated with the belief-bias, and engaged the formal reasoning mechanism. The detection of this conflict requires engagement of right lateral/dorsal lateral PFC (BA 45, 46) ... This conflict detection role of right lateral/dorsal PFC is a generalized phenomenon that has been documented in a wide range of paradigms in the cognitive neuroscience literature.

Questa dicotomia è in parte diversa dalla prima, perché è relativa - mi par di capire - al sistema linguistico concettuale. In questo caso la dissociazione è fra quelle deduzioni logiche che sono coerenti con le credenze di un individuo, versus quelle che sono in conflitto con le credenze. Si attivano aree prefrontali diverse.
L'aspetto a mio avviso più interessante è che la capacità di identificare il conflitto fra credenze e inferenza logica è uno degli aspetti centrali del ragionamento razionale. E però questa capacità sembra essere di competenza del meccanismo linguistico/sintattico, che pochi paragrafi prima era collocato nel sistema 1.

Deduzioni certe ed incerte

Cognitive theories of reasoning do not typically postulate different mechanisms for reasoning with complete and incomplete information.

... a double dissociation such that patients with left PFC lesions were selectively impaired in trials with complete information (i.e. determinate trials), whereas patients with right PFC lesions were selectively impaired in trials with incomplete information (i.e. indeterminate trials)

Qui la differenza è fra ciò che si può dedurre con certezza dalle premesse da ciò che non si può dedurre con certezza.

Dunque, materiale diverso (familiare - non familiare, consistente o contrario alle proprie credenze, che permette o meno deduzioni certe) attiva aree cerebrali e meccanismi cognitivi diversi.

La rete cerebrale del ragionamento deduttivo

Il secondo articolo che riporto, Prado et al. 2011, è una meta-analisi di 28 studi di neuroimaging.

Over and above differences in type of deductive argument and methodology used, deductive reasoning studies consistently report activation in a mostly left-lateralized brain system, which includes the left lateral (IFG, MFG, PG) and medial (MeFG) frontal cortices, the left parietal cortex (PPC), and the left BG. We further show that this left hemisphere brain system can be broken down into several subsystems that are specific to particular types of deductive arguments, for example, PPC for relational arguments, IFG for categorical arguments, and PG for propositional arguments. Finally, we demonstrate that two other cortical regions located in the right hemisphere (i.e., PPC and MFG) are also engaged in deductive reasoning, but only consistently in studies employing relational arguments as materials. Overall, our results provide evidence that the brain system that underlies deductive reasoning is dependent upon the type of deductive argument. We argue that these findings provide critical insight into the cognitive organization of deductive reasoning and need to be accounted for by cognitive theories.

Qui distingue fra ragionamento relazionale, categoriale, e proposizionale.

Relazionale:

A is to the left of B.
B is to the left of C.
Therefore, A is to the left of C.

Categoriale:

All As are Bs.
All Bs are Cs.
Therefore, all As are Cs.

Proposizionale:

If there is an A, then there is a B.
There is an A.
Therefore, there is a B.

Secondo l'interpretazione degli autori ai risultati della meta-analisi, ragionamento deduttivo relazionale, categoriale e proposizionale attivano substrati neurocognitivi diversi.

I molti meccanismi della razionalità

Da queste due rassegne si intuisce che il ragionamento deduttivo, uno dei contesti più tipici del pensiero razionale, implica numerosi meccanismi neurocognitivi che male si adattano al dualismo di sistemi/processi I e II. Resta però valida, a mio avviso, l'idea che i processi cognitivi che coinvolgono la memoria di lavoro, sia verbale che visuospaziale, abbia uno statuto speciale.

Conseguenze

Da un punto di vista teorico, se l'interpretazione degli studi citati è corretta, risulta opportuno abbandonare l'ipotesi di due sistemi, e ragionare in termini di differenti tipi di processo.

Da un punto di vista applicativo, il primo articolo citato ci permette di evidenziare come l'informazione viene elaborata in base alla nostra pregressa conoscenza, e la sua elaborazione segue vie e processi parzialmente diversi a seconda che l'informazione sia o meno familiare, e sia o meno coerente con la nostra conoscenza pregressa (in forma di credenze). Il secondo articolo ci permette di intuire che le persone elaborano - e dunque si rappresentano - in maniera diversa i legami di tipo relazionale, categoriale e proposizionale.

Queste conclusioni sono in linea con il modello che sto sviluppando di Cognitive information architecture. Uno degli assunti del modello è che la conoscenza, la cognizione, le attività sono distribuite, e che l'informazione ha un senso (o quantomeno ha un senso diverso) se entra in risonanza con la conoscenza pregressa. L'articolo di Goel (2007) conferma l'ipotesi: le informazioni che ci sono familiari, e che sono in linea con le nostre credenze, sono elaborate in maniera diversa da quelle che contraddicono ciò a cui crediamo. E l'elaborazione delle informazioni che non ci sono familiari ci costringe ad affidarci pesantemente alla memoria di lavoro, innescando un processo complesso faticoso che può contare su risorse cognitive limitate.

Testi citati

Bussolon, S. (2017). The Experiential Utility. In International Conference on Human-Computer Interaction (pp. 121-133). Springer, Cham.

Evans, J. S. B., & Stanovich, K. E. (2013). Dual-process theories of higher cognition: Advancing the debate. Perspectives on psychological science, 8(3), 223-241.

Goel, V. (2007). Anatomy of deductive reasoning. Trends in cognitive sciences, 11(10), 435-441.

Prado, J., Chadha, A., & Booth, J. R. (2011). The brain network for deductive reasoning: a quantitative meta-analysis of 28 neuroimaging studies. Journal of cognitive neuroscience, 23(11), 3483-3497.