Funzioni esecutive, modelli mentali, memoria episodica e semantica

Stefano Bussolon

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

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.

Le componenti delle funzioni cognitive

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 ed agli 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 verbale e visuospaziale.

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.

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:

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.

Definizione di struttura

Insieme di elementi legati da delle relazioni.

La tipologia di elementi e le relazioni sono soggetti ad un insieme di regole, che costituisce la grammatica di quella tipologia di struttura.

Le tipologie di elementi di una struttura costituiscono i generi, che possono essere distinti in classi.

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 una tipologia di queste rappresentazioni.

Modelli mentali: definizione

Un modello mentale è una rappresentazione cognitiva di situazioni reali, ipotetiche o immaginarie (Johnson-Laird, Girotto, and Legrenzi 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.

Modelli mentali: caratteristiche

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.

Modelli mentali: modalità

Generalmente la rappresentazione dei modelli mentali è pittorica e spaziale, anche quando vengono rappresentati concetti astratti.

Secondo Lakoff and Johnson (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 and Johnson (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 generlamente parziali, solo parzialmente consistenti logicamente.

Inoltre, 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:

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 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):

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:

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 and Davachi 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).

Gli elementi episodici rappresentano momenti di esperienza, generalmente (e forse esclusivamente) momenti di esperienza conscia.

Gli elementi episodici sono multimodali, con una generale prevalenza per immagini visive (Petrova and Cialdini 2008), 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):

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.

Struttura memeoria episodica

Struttura memeoria episodica

Script

Uno script è una forma di conoscenza concettuale 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 and Carmon 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 and Carmon 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 and Carmon 2000).

Per questo motivo risultano particolarmente salienti:

Recupero del ricordo

Una memoria episodica può venir ricordata nel momento in cui si attiva un elemento ad essa associata:

Concetti

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 (frames); 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:

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:

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 and Barsalou 2009):

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, anche l'associazione fra oggetti (o contesti) e concetti viene memorizzata.

Concetti e grounded cognition

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 (Collins and Quillian 1969; Tversky 1977; Griffiths, Steyvers, and Tenenbaum 2007; Tenenbaum et al. 2011).

Inoltre, vi sono evidenze che la rappresentazione semantica è organizzata anche in uno spazio cognitivo multidimensionale (Landauer and Dumais 1997; Griffiths, Steyvers, and Tenenbaum 2007).

Bibliografia

Articoli citati

Ariely, D, and Z Carmon. 2000. Gestalt characteristics of experiences: the defining features of summarized events. Journal of Behavioral Decision Making 13: 191–201.

Collins, Allan M., and Ross M. Quillian. 1969. Retrieval time from semantic memory. Journal of verbal learining and verbal behavior 8: 240–47.

Conway, Martin A. 2009. Episodic memories. Neuropsychologia 47, no. 11: 2305–13.

Ezzyat, Youssef, and Lila Davachi. 2011. What constitutes an episode in episodic memory? Psychological science 22, no. 2: 243–52.

Griffiths, Thomas L, Mark Steyvers, and Joshua B Tenenbaum. 2007. Topics in semantic representation. Psychological review 114, no. 2: 211.

Johnson-Laird, P.N., V. Girotto, and P. Legrenzi. 1998. Mental models: a gentle guide for outsiders. Sistemi Intelligenti 9: 68–33.

Lakoff, G., and M. Johnson. 1980. Metaphors we live by. University of Chicago Press Chicago.

Landauer, Thomas K, and Susan T Dumais. 1997. A solution to Plato’s problem: The latent semantic analysis theory of acquisition, induction, and representation of knowledge. Psychological review 104, no. 2: 211.

Petrova, Petia K, and Robert B Cialdini. 2008. Evoking the imagination as a strategy of influence. Handbook of consumer psychology: 505–25.

Ranganath, Charan. 2010. A unified framework for the functional organization of the medial temporal lobes and the phenomenology of episodic memory. Hippocampus 20, no. 11: 1263–90.

Tenenbaum, Joshua B, Charles Kemp, Thomas L Griffiths, and Noah D Goodman. 2011. How to grow a mind: Statistics, structure, and abstraction. science 331, no. 6022: 1279–85.

Tversky, Amos. 1977. Features of similarity. Psychological Review 84, no. 4 (July): 327–52.

Wilson-Mendenhall, Christine D, Lisa Feldman Barrett, W Kyle Simmons, and Lawrence W Barsalou. 2011. Grounding emotion in situated conceptualization. Neuropsychologia 49, no. 5: 1105–27.

Wu, Ling-ling, and Lawrence W Barsalou. 2009. Perceptual simulation in conceptual combination: Evidence from property generation. Acta Psychologica 132, no. 2: 173–89.