class: profilo <h1>Funzioni esecutive, modelli, memoria</h1><h2 class="author">Stefano Bussolon</h2> --- layout: true <img src="https://www.bussolon.it/assets/logo_250.png" width="50px" height="50px" style="position:absolute;top:5px;left:5px;"/><div id="footer" style="position:fixed; bottom: 0px;left: 0px;height: 40px; padding:5px; width: 100%;display: flex;align-items: center;"></div> --- class: centraleArancio # UX e cognizione --- exclude: true class: centraleW ### &nbsp; Nella prospettiva dell'utilità esperienziale, un prodotto o servizio garantisce una buona esperienza se massimizza i *benefici* e minimizza le risorse necessarie per portare a termine l'attività. --- exclude: true  ---  --- ### Livelli di rappresentazione della conoscenza  --- ## CogIA: presupposti La *cognitive information architecture* parte dal presupposto che il sistema informativo deve * rispettare le potenzialità e i limiti dell'architettura cognitiva * rappresentare le unità fenomenologiche della conoscenza * essere in risonanza con le strutture cognitive e gli schemi delle persone destinatarie --- exclude: true class: centraleW ### &nbsp;  --- ## Livello fenomenologico * eventi * attività * esperienze * contesti * oggetti * attori --- ## architettura cognitiva * funzioni esecutive e memoria di lavoro * memoria episodica * memoria semantica --- ## Strutture cognitive: * strutture analogiche * mappe * immagini mentali * analogie * gradienti * schemi * reti semantiche * grafi * alberi * rappresentazioni narrative --- class: centraleArancio # Le funzioni esecutive --- ## Cosa sono Le funzioni esecutive sono una famiglia di processi mentali top-down necessari quando agire in maniera automatica o abitudinaria non è adattativo. Sono un insieme di abilità cognitive necessarie a guidare il comportamento verso uno scopo, soprattutto in situazioni non routinarie. Le funzioni esecutive ci permettono di giocare con le idee, di pensare prima di agire, resistere alle tentazioni, e rimanere focalizzati sugli scopi. --- ## A cosa servono Le funzioni esecutive ci permettono di * definire gli **scopi** (perché) * **pianificare** (come) * guidare l'**esecuzione** dei piani finalizzati agli scopi * rimanere **focalizzati** e concentrati sullo scopo, sul piano, sul compito, inibendo stimoli e comportamenti divergenti * **valutare** l'esecuzione dei compiti, in base ai piani e agli scopi * **adattare** scopi, piani, compiti alle circostanze, ai mutamenti e agli imprevisti Sono coinvolte nella rappresentazione del problema e del piano, nella esecuzione, nella valutazione. --- ## La pianificazione La pianificazione consiste nell'abilità di identificare ed organizzare i passaggi e le risorse necessarie per ottenere uno scopo. * definire delle **priorità** * **inibire** comportamenti abitudinari o stereotipati * **rappresentare** i compiti da portare a termine * **resistere** alle distrazioni e alle informazioni irrilevanti per il compito in corso * muoversi da un compito all'altro (**cambiare** compito) * utilizzare le **informazioni** rilevanti a supporto dei processi decisionali * **categorizzare** ed astrarre gli elementi comuni di esperienze diverse * gestire informazioni e **situazioni nuove**. --- ## Le componenti delle funzioni esecutive * inibizione (autocontrollo e capacità di non agire impulsivamente) e attenzione selettiva * memoria di lavoro * flessibilità cognitiva --- ## L'autocontrollo L'autocontrollo, o controllo inibitorio è la capacità di controllare l'attenzione, il comportamento, i pensieri e le emozioni e di inibire le predisposizioni automatiche e le distrazioni. L'autocontrollo è alla base del comportamento orientato agli scopi Senza controllo inibitorio saremmo alla mercé degli impulsi, delle vecchie abitudini e degli stimoli dell'ambiente. È la capacità di ignorare alcune informazioni e prestare attenzione ad altri, in base allo scopo che stiamo perseguendo. L'autocontrollo ci permette di restare focalizzati sul compito, evitare le distrazioni e le tentazioni. --- ## La memoria di lavoro La memoria di lavoro permette di tenere in mente, aggiornare e manipolare delle informazioni. È l'abilità di **mantenere dell'informazione in uno stato attivo**, facilmente recuperabile, e *protetto* dal rumore di informazioni distraenti, non pertinenti. La memoria di lavoro è fondamentale per tutte quelle attività cognitive che si sviluppano nel tempo, e che richiedono di ricordare quello che è successo pochi momenti prima. --- * comprendere il linguaggio scritto e parlato * sistematizzare le informazioni * tradurre delle istruzioni in un piano d'azione * incorporare nuove informazioni in schemi preesistenti * considerare delle alternative * fare astrazioni cognitive * tenere a mente gli scopi e i compiti correnti, e mantenere lo scopo al riparo dalle distrazioni (goal shielding) --- ## Flessibilità cognitiva È la capacità di **abbandonare** un set di informazioni (un modello mentale) e di **attivarne** uno differente. Di disattivare e attivare diversi set di compiti o di modelli mentali. Capacità di cambiare prospettiva: * immaginare una scena da un altro punto di vista * mettersi nei panni di un'altra persona * aggiornare un piano * cambiare opinione * modificare gli scopi finali, gli scopi intermedi o i compiti che si rivelano sub-ottimali, sostituendoli con scopi alternativi. --- Per cambiare prospettiva, è necessario inibire la prospettiva attuale e attivare nella memoria di lavoro una prospettiva diversa. La flessibilità, dunque, si basa sulla memoria di lavoro e sulla capacità di inibizione degli stimoli o della rappresentazione attuale. La flessibilità cognitiva è alla base della creatività, ed è il contrario della rigidità. --- class: centraleW ### &nbsp;  --- class: centraleW ### &nbsp;  --- class: centraleW ### &nbsp;  --- class: centraleW ### &nbsp;  --- class: centraleArancio # I modelli mentali --- ## Cosa sono Gli esseri umani utilizzano, nei loro processi cognitivi, delle rappresentazioni, generalmente interne, dell'ambiente fisico, sociale e concettuale che li circonda. I modelli mentali sono un caso particolare di queste rappresentazioni. --- ## Definizione > Un modello mentale è una rappresentazione cognitiva di situazioni reali, ipotetiche o immaginarie > [ Johnson-Laird et. al. (1998)] Un modello mentale è una **ricostruzione analogica** di un oggetto reale o concettuale, o di un processo, o un evento, o una situazione. I modelli mentali costituiscono il mezzo attraverso cui gli esseri umani comprendono, interpretano e fanno previsioni sull'ambiente. Il modello emerge, generalmente, dall'interazione fra la conoscenza semantica ed episodica ed il contesto che l'individuo si trova ad affrontare. --- ### Caratteristiche I modelli mentali emergono da processi di percezione, immaginazione, comprensione linguistica e di elaborazione cognitiva delle conoscenze. Tendono ad essere analogici, nel senso che la struttura del modello **corrisponde** alla struttura di ciò che è rappresentato. Sono **dinamici**, nel senso che possono essere modificati attraverso delle regole di trasformazione. --- ### Modalità Generalmente la rappresentazione dei modelli mentali è pittorica e spaziale, anche quando vengono rappresentati concetti astratti. Secondo Lakoff et. al. (1980), non solo molte rappresentazioni cognitive sono di tipo spaziale, ma la rappresentazione spaziale costituisce la base per innumerevoli **metafore** che veicolano linguisticamente molteplici concetti astratti. Secondo Lakoff et. al. (1980) la rappresentazione spaziale è multimodale, e dunque coinvolge - a livello cerebrale - le aree motorie deputate al movimento del corpo nello spazio. --- ### Funzione pragmatica I modelli mentali hanno una funzione eminentemente pragmatica: sono contestuali, finalizzati ad uno scopo, e pertanto sono generalmente parziali, solo parzialmente consistenti logicamente. Possono evolvere velocemente, anche in seguito all'acquisizione di nuova informazione, e possono essere fortemente influenzati dalla salienza degli elementi del contesto. Tendono ad essere soggetti a numerosi vincoli: * le risorse cognitive dell'individuo * le conoscenze precedenti, e dunque i suoi modelli concettuali * i processi cognitivi ed euristici --- class: centraleArancio # La memoria episodica --- ## Memoria episodica e esperienza La memoria episodica costituisce la base psicologica delle esperienze [Conway (2009)]. È costituita da **resoconti sintetici di esperienze passate**: corrispondono alle esperienze, in qualche modo simulano un'esperienza, ma non sono registrazioni letterali di un'esperienza. --- ## Funzioni della memoria episodica * memoria **autobiografica** e senso del sé: costituisce la base della consapevolezza autonoetica, ovvero la conoscenza e il senso di sé; * è implicata nei processi di **apprendimento** di nuova conoscenza semantica * è coinvolta nella pianificazione e nel monitoraggio dei comportamenti orientati ad uno **scopo**. --- ## Memoria episodica e conoscenza È cruciale nell'acquisizione di nuova conoscenza semantica. Parte della conoscenza semantica emerge dall'astrazione graduale delle memorie episodiche. Gli elementi episodici possono rimanere *legati* alla conoscenza semantica. --- ## Memoria episodica e scopi La memoria episodica permette di [Conway (2009)]: * rappresentare le azioni da intraprendere per **implementare il piano** associato allo scopo * mantenere una **registrazione** di quegli aspetti di un'esperienza rilevanti nella pianificazione degli scopi. ### Rappresentazione gerarchia Le esperienze sono spesso legate a degli scopi, e gli scopi sono gerarchici --- ## La dimensione temporale Uno degli aspetti più salienti della memoria episodica è quello di consentire dei **viaggi temporali**: * ricordare il passato * **immaginare** il futuro, o un presente o un passato alternativi Ricordo e immaginazione fanno leva sulle stesse aree cerebrali, utilizzando gli stessi meccanismi. --- ## Event models Nel corso di un'esperienza (vissuta, ricordata o immaginata) costruiamo degli *event models*, ovvero dei modelli della *scena* dell'evento. Gli *event models* sono delle rappresentazioni **attive** (dei modelli mentali) che **integrano** i dettagli percettivi di una esperienza (gli elementi episodici) con la conoscenza **semantica** di esperienze passate simili e degli oggetti incontrati nell'esperienza. Negli *event models* gli elementi episodici sono organizzati in **schemi**. --- ## Segmentazione degli eventi *Event-segmentation theory*: il flusso esperienziale, di per se continuo, viene segmentato in eventi discreti, attraverso l'identificazione di bordi, o **discontinuità** nel flusso esperienziale [Ezzyat et. al. (2011)]. Il flusso viene segmentato (creando un'esperienza discreta) nel momento in cui gli eventi che si susseguono non riescono ad essere integrati nell'*event model* attivo. A questo punto, l'event model viene - eventualmente - memorizzato in un **elemento episodico**, e un nuovo event model viene creato. Tipici eventi che causano una segmentazione sono gli spostamenti di luogo o i salti temporali (ad esempio, durante un racconto). --- ## Elementi episodici Gli elementi episodici sono le rappresentazioni più vicine alle **esperienze** presenti nella memoria a lungo termine [Conway (2009)]. Rappresentano momenti di esperienza, generalmente (e forse esclusivamente) momenti di esperienza conscia. Sono **multimodali**, con una generale prevalenza per immagini visive [@petrova2008evoking], e codificano i contesti (dove, quando) e gli oggetti (chi, cosa) di una *scena*. --- ## Le parti degli elementi episodici Le aree del cervello deputate alla memoria episodica (area mediale del lobo temporale) sono anatomicamente e funzionalmente distinguibili in tre parti [Ranganath (2010)]: * una parte rappresenta gli **oggetti** dell'esperienza (chi e cosa); * una parte rappresenta il **contesto** (dove e quando) * una parte, infine, **integra** in maniera associativa il contesto, gli oggetti e la loro immagine, e i concetti ad essi legati. --- ## Memorie episodiche Gli *elementi episodici* sono gli elementi più semplici delle memorie episodiche. Le memorie episodiche sono organizzate in **schemi** (frame, script, prototipi). Una memoria episodica è composta da un insieme di elementi episodici organizzati in uno schema. Ricorsivamente, una memoria episodica complessa è composta da un insieme di memorie episodiche più semplici, organizzate in uno schema più astratto. --- class: centraleW ### La memoria episodica  --- exclude: true ## Script Uno script è una forma di conoscenza concettuale (uno schema) che organizza un insieme di elementi episodici. Mentre gli elementi episodici sono delle rappresentazioni piuttosto fedeli dell'esperienza, lo script struttura la memoria, la ricostruisce, in base anche a criteri di coerenza, sintesi, e *predittività*. Attraverso lo script gli elementi episodici vengono *interpretati*, e viene dato loro un significato soggettivo. --- ## Sintesi rappresentative Le informazioni codificate nella memoria episodica sono delle sintesi dell'esperienza vissuta, e risultano più rappresentative di quanto non sarebbe una registrazione [Conway (2009); Ariely et. al. (2000)]. Il processo di sintesi è finalizzato ad ottimizzare la codifica, sia per ridurre il carico informativo, che per facilitare la generalizzazione - e conseguentemente la classificazione e il processo inferenziale. --- ## Caratteristiche salienti Quando le persone riassumono - nella loro memoria - un'esperienza, tendono ad estrarre solo poche caratteristiche salienti (gestalt), che combinano in una valutazione sintetica del vissuto. Fra le caratteristiche salienti, generalmente si ricordano lo stato più intenso (**picco**) e lo stato **finale** dell'esperienza [Ariely et. al. (2000)]. --- ## Valutazione delle esperienze La valutazione di un'esperienza dipende sia dall'esperienza in se, che dalla valutazione delle sue componenti e del suo flusso, che dalle inferenze che si possono fare a partire dall'esperienza [Ariely et. al. (2000)]. Per questo motivo risultano particolarmente salienti: * il **trend** dell'esperienza (*end rule*) * la corrispondenza con le **aspettative** * la corrispondenza con gli schemi e gli script ad essa associabili * le componenti più **salienti** dell'esperienza (*peak rule*) --- ## Recupero del ricordo Una memoria episodica può venir ricordata nel momento in cui si attiva un elemento ad essa associata: * una caratteristica saliente (e specifica dell'episodio) * il contesto * un concetto correlato * una immagine * uno scopo correlato * la tipologia di script * la contiguità temporale * una storia correlata --- class: centraleArancio # Concetti e memoria semantica --- ## Concettualizzazione delle esperienze Gli individui sviluppano delle concettualizzazioni relative a quelle esperienze - e a quegli elementi delle esperienze - che sono rilevanti e che tendono a ripetersi nella loro struttura. Vengono dunque sviluppati dei concetti relativi agli **oggetti**, agli **agenti**, ai **contesti**, ai **comportamenti** incontrati durante le esperienze, nonché alle **esperienze** stesse. Anche i concetti si strutturano in schemi; i concetti complessi (e astratti) vengono costituiti ricorsivamente, creando schemi composti da concetti più semplici e concreti, in maniera gerarchica. --- I concetti influenzano la percezione, i processi cognitivi, permettono l'identificazione e la categorizzazione, i processi inferenziali e quelli decisionali [Wilson-Mendenhall et. al. (2011)]. I concetti vengono attivati in tempo reale nel corso di un'esperienza, nel momento in cui si incontrano situazioni, agenti, oggetti, circostanze, comportamenti, eventi, proprietà, relazioni, stati mentali e fisici. --- ## Concetti e strutture episodiche Il rapporto fra concetti ed esperienze esite in entrambe le direzioni. Da una parte, i concetti giocano un ruolo durante l'esperienza e nella memoria episodica; in modo simile, però, i concetti sono formati da rappresentazioni *situate*, e dunque coinvolgono la (ri)costruzione di strutture episodiche (ricordate o immaginate) [Wilson-Mendenhall et. al. (2011)]. --- ## Concettualizzazione: definizione La concettualizzazione è un processo di astrazione delle esperienze. In termini cognitivi, il processo coinvolge: - il riconoscimento di regolarità, pattern, strutture - la formazione di tassonomie e reti semantiche - la costruzione di concetti astratti, attraverso analogie, metafore, e composizione meronomica da concetti più concreti - la strutturazione di uno spazio concettuale, multidimensionale --- ## Le componenti dei concetti Un concetto sintetizza le conoscenze legate ad una categoria in una rappresentazione mentale integrata [Wilson-Mendenhall et. al. (2011)], che include: - proprietà - attributi del concetto - relazioni con altri concetti - regole e comportamenti associabili al concetto - esemplari e prototipi del concetto Contrariamente all'ipotesi classica (aristotelica) e alla psicologia naif, i concetti non hanno un nucleo di proprietà necessarie e sufficienti. --- ## Gli attributi dei concetti Se si chiede alle persone di elencare gli attributi di un concetto, generalmente vengono elencati [Wu et. al. (2009)]: * proprietà di superfice * proprietà funzionali * proprietà tassonomiche * proprietà affettive - valutative. Le proprietà funzionali permettono di identificare le affordances di un concetto. Le proprietà di superfice, ad identificare l'oggetto e a constatarne lo stato. --- ## Associazione fra esperienze e concetti Nella costruzione di un *event model* gli individui automaticamente identificano e categorizzano gli elementi (oggetti, agenti) che vengono inclusi nella scena. Identificazione e categorizzazione avvengono attraverso un pattern matching: l'individuo riconosce un oggetto come noto; se la rappresentazione che corrisponde all'oggetto percepito è collegata ad un concetto, questo concetto viene attivato, e viene associato all'event model. Se l'evento viene memorizzato, viene memorizzata anche l'associazione fra oggetti (o contesti) e concetti. --- ## Concetti e grounded cognition <!-- 1. a concept is grounded in the systems for perception, action, and internal states that process its instances; 2. the situated conceptualization that represents a concept on a specific occasion emerges from a network of concepts to represent the concept coherently in the current situation; 3. situated conceptualizations represent abstract concepts, including emotion concepts; 4. once active, situated conceptualizations produce subsequent actions, internal states, and perceptual construals. Concepts are grounded in situations, the body, and the brain’s modal systems for perception, action, and internal states [Wilson-Mendenhall et. al. (2011)]. --> I concetti, soprattutto quelli più *concreti*, sono rappresentati nelle aree cerebrali dedicate alla percezione, all'azione, e alla rappresentazione di stati interni [Wilson-Mendenhall et. al. (2011)]. La concettualizzazione *situata* rappresenta un concetto in una specifica occasione (un'evento, reale, passato, immaginario), ed emerge - viene attivato - dalla rete semantica. --- ## Memoria semantica: rappresentazione La nostra conoscenza semantica - concettuale si basa su una rappresentazione multipla. I concetti concreti hanno una rappresentazione *embodied*, multimodale, prevalentemente visiva, motoria e spaziale. I concetti a cui corrisponde anche un termine lessicale sono rappresentati anche all'interno di reti semantiche [ M. Collins et. al. (1969); Tversky (1977); Griffiths et. al. (2007); Tenenbaum et. al. (2011)]. Inoltre, vi sono evidenze che la rappresentazione semantica è organizzata anche in uno spazio cognitivo multidimensionale [Landauer et. al. (1997); Griffiths et. al. (2007)]. --- # Bibliografia --- <h2>Testi citati</h2><div class="reference">P.N. Johnson-Laird and V. Girotto and P. Legrenzi (1998). {Mental models: a gentle guide for outsiders}; Sistemi Intelligenti</div><div class="reference">G. Lakoff and M. Johnson (1980). {Metaphors we live by}; </div><div class="reference">Conway, Martin A (2009). Episodic memories; Neuropsychologia</div><div class="reference">Ezzyat, Youssef and Davachi, Lila (2011). What constitutes an episode in episodic memory?; Psychological science</div><div class="reference">Ranganath, Charan (2010). A unified framework for the functional organization of the medial temporal lobes and the phenomenology of episodic memory; Hippocampus</div> --- <h2>Testi citati (2)</h2><div class="reference">Ariely, D and Carmon, Z (2000). Gestalt characteristics of experiences: the defining features of summarized events; Journal of Behavioral Decision Making</div><div class="reference">Wilson-Mendenhall, Christine D and Barrett, Lisa Feldman and Simmons, W Kyle and Barsalou, Lawrence W (2011). Grounding emotion in situated conceptualization; Neuropsychologia</div><div class="reference">Wu, Ling-ling and Barsalou, Lawrence W (2009). Perceptual simulation in conceptual combination: Evidence from property generation; Acta Psychologica</div><div class="reference">Allan M. Collins and Ross M. Quillian (1969). Retrieval time from semantic memory; Journal of verbal learining and verbal behavior</div><div class="reference">Amos Tversky (1977). Features of similarity; Psychological Review</div> --- <h2>Testi citati (3)</h2><div class="reference">Griffiths, Thomas L and Steyvers, Mark and Tenenbaum, Joshua B (2007). Topics in semantic representation.; Psychological review</div><div class="reference">Tenenbaum, Joshua B and Kemp, Charles and Griffiths, Thomas L and Goodman, Noah D (2011). How to grow a mind: Statistics, structure, and abstraction; science</div><div class="reference">Landauer, Thomas K and Dumais, Susan T (1997). A solution to Plato's problem: The latent semantic analysis theory of acquisition, induction, and representation of knowledge.; Psychological review</div>