INTRODUZIONE ALLE SCIENZE COGNITIVE - Lezione 3 29/03/2019

INTRODUZIONE ALLE
SCIENZE COGNITIVE
Lezione 3 - 29/03/2019

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Ellis and Young suggested that,
despite their obvious differences, there
might be a link between prosopagnosia
and Capgras delusion.
 They posited the idea that the two
  conditions might be mirror images
  of one-another.

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Le risposte autonomiche ai volti,
misurate dalle variazioni della
conduttanza cutanea, sono maggiori
quando le facce sono familiari Vs non
familiari.

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Skin conductance response has been used to
demonstrate the fact that, despite the absence of
overt, conscious face recognition, at some level
patients with prosopagnosia can discriminate the
faces of people they know
➢ i.e., they show the normal elevated SCRs to previously
  familiar faces compared with faces never encountered
  before the brain damage that caused the
  prosopagnosia.
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❖   Thus, prosopagnosic patients are unable
    to recognize familiar faces but they still
    show autonomic affective responses,
    as indicated by increased skin
    conductance, to familiar faces.
❖   By contrast, people with Capgras delusion
    do not show differential autonomic
    activity to familiar compared with
    unknown faces!
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Hypothesis: the Capgras delusion arises
from an affective deficit in face
processing.
➢   Skin conductance responses were
    measured in Capgras patients who were
    shown familiar and unfamiliar faces.
➢   As predicted by the hypothesis, the
    increased response to familiar faces that is
    found in normal subjects was absent or
    greatly reduced in these patients.

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Ellis et al. (1997)

(a) Mean skin conductance responses (SCRs) to familiar faces (yellow bars) and
    unfamiliar faces (red bars) for three groups of subjects. The normal subjects
    and non-delusional psychiatric controls show larger responses to familiar
    compared with unfamiliar faces. Capgras patients do not show this
    differential response.
(b) Comparison of SCRs to a repeated tone. This demonstrates that the lack of a
    familiar face differential for Capgras patients cannot be attributed to a general
    lack of SCR responsivity. Both Capgras patients (blue symbols) and normal
    controls (red) show a pattern of habituation as the tone is repeated.
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Questa dissociazione doppia tra riconoscimento esplicito e
riconoscimento implicito delle facce che emerge dal confronto
tra prosopoagnosici e Capgras ha condotto Ellis e Young
(1990) a proporre un modello di riconoscimento delle facce
che prevede due componenti:
   una componente visuo-semantica che costruisce un’immagine visiva
    che codifica informazioni semantiche sulle caratteristiche della faccia;
   una componente visuo-emozionale che produce una risposta
    emozionale specifica al cospetto di facce familiari (il sentimento di
    familiarità).

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Nel prosopoagnosico
   la componente visuo-semantica è compromessa:
    il che spiega la sua incapacità di riconoscimento
    esplicito delle facce;
   mentre la componente visuo-emozionale è intatta:
    il che spiega la sua capacità di riconoscimento
    esplicito di facce familiari.

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Nel delirio di Capgras lo schema si inverte:
   la componente visuo-semantica è intatta;
   mentre la componente visuo-emozionale
    è compromessa.

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Credenza delirante che una persona bene conosciuta
(ad esempio, il coniuge) è stata sostituita da un
duplicato →una risposta del paziente all’esperienza
anomala del volto del coniuge:
➢   il paziente riconosce che il coniuge ha le sembianze
    del coniuge, ma la normale sensazione di familiarità è
    assente (vi è anzi una sensazione di non familiarità).

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It is the system subserving the autonomic
response that is disrupted in Capgras patients.
➢   As a result, these patients have an
    experience analogous to seeing an identical
    twin of one’s best beloved.
➢   The visual match is there, but not the
    emotional response.

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Normal face processing.
➢ The yellow route shows the covert dorsal route via the IPL (inferior
  parietal lobule) and the STS (superior temporal sulcus).
➢ The red route is the overt ventral route to recognition.
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In prosopagnosia the overt ventral route is damaged,
hence face recognition is compromised.

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the damage is
postulated to be
in the covert
dorsal route

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Neuroanatomical account of face
processing
(a) Normal face processing. The yellow route
    shows the covert dorsal route via the IPL
    (inferior parietal lobule) and the STS (superior
    temporal sulcus). The red route is the overt
    ventral route to recognition.
(b) In prosopagnosia the overt ventral route is
    damaged, hence face recognition is
    compromised.
(c) This account can also be applied to explain
    Capgras delusion, where the damage is
    postulated to be in the covert dorsal route.

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Many contemporary accounts of delusion are rooted in
Brendan A. Maher’s pioneering work.
                        Maher (1974) argued for a
                        ONE-FACTOR ACCOUNT OF
                        DELUSIONS, according to
                        which delusions are
                        reasonable responses to
                        experiential abnormalities:
‘‘A delusion is a hypothesis designed to explain
unusual perceptual phenomena’’ (p. 103).

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There is an unusual phenomenon related to
the sight of a spouse’s (or other familiar
person’s) face in Capgras delusion (the
unexpected absence of autonomic
response), and the abductive inference
“That’s not my spouse” provides an
explanation of this unusual phenomenon.

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«La forma dell’inferenza [abduttiva] è la seguente: si
osserva un fatto sorprendente C; ma se A fosse vero,
C sarebbe spiegato come fatto naturale; dunque c’è
ragione di sospettare che A sia vero»

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If this were the complete explanation of the
delusion, then anyone who suffered any form
of brain damage that prevented familiar faces
from evoking responses of the autonomic
nervous system would suffer from Capgras
delusion, and that is not the case.

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E.g., patients with damage to ventromedial
regions of frontal cortex are like Capgras
patients in that they too show no greater
autonomic responding to familiar than
unfamiliar faces (Tranel et al., 1995); but
these patients are not delusional.

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There must be an additional cognitive deficit in the
Capgras patients (a “second factor”): some form of
impairment of belief evaluation processes.
➢   It appears that in Capgras the facial recognition
    system, getting only one sort of appropriate
    information, sends this on to more central
    systems which are also in trouble.

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Drawing on Fodor, Stone and Young propose that
there is “a tension between forming beliefs that
require little readjustment to the web of belief
(conservatism) and forming beliefs that do justice
to the deliverances of one’s perceptual systems
[beliefs that are observationally adequate].
In a case of delusion, the balance between these
two requirements “goes too far towards
observational adequacy as against conservatism”
(1997, p. 349).
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L’architettura cognitiva
secondo Jerry A. Fodor

Trasduttori: ricevono stimoli fisici e costruiscono simboli che specificano
proprietà dello stimolo prossimale.
Sistemi di input: trasformano gli output dei trasduttori in
un’interpretazione della fonte distale degli stimoli prossimali.
Tale interpretazione viene poi consegnata a un elaboratore centrale = i
processi cognitivi definiti su atteggiamenti proposizionali come la
fissazione delle credenze e la presa di decisione.

Cognizione centrale
 Per Fodor, sono modulari i sistemi percettivi e il sistema di
 analisi sintattica
 E’ una questione empirica aperta se ci siano altri moduli
 percettivi (es: il modulo dell’analisi dei volti, il modulo
 dell’analisi degli occhi, ecc.)

 Ma la mente post-percettiva è modulare?
 Es: categorizzare uno stimolo, ragionare, prendere
 decisioni, giocare a scacchi, ecc.

 Risposta di Fodor: NO!

Il pensiero è un grande blocco olistico, inarticolabile.

Perché?

Perché i processi di pensiero sono analoghi ai
processi di conferma scientifica.

CONFERMA SCIENTIFICA
è isotropica, i.e. ogni conoscenza, proveniente da qualsiasi
parte del sistema di credenze, può, in talune circostanze,
essere pertinente ai fini della conferma di una data ipotesi:

“Ogni cosa che lo scienziato sa è, in linea di principio,
pertinente ai fini della determinazione di cos’altro deve
credere. In linea di principio, la botanica vincolerebbe la
nostra astronomia, se solo riuscissimo a immaginare modi in
cui collegarle” (Fodor, 1983, p. 105).

Un’analoga isotropia caratterizzerebbe il pensiero.

Immaginiamo che il modulo della visione fornisca una
rappresentazione del soffitto della vostra camera da letto alle prime
ore dell’alba. Il modulo esegue questo compito accedendo a un
corpo di informazioni estremamente limitato: informazioni sulla luce
che impressiona la retina e conoscenze generali sul mondo (principi
ottici e geometrici).
Non può invece accedere alle informazioni sullo stato normale del
soffitto della vostra camera.
Tuttavia voi, per stabilire se quella forma molto simile a una zanzara
spiaccicata sul soffitto che il sistema visivo sta presentando al
sistema della cognizione centrale sia veramente tale (e non
un’illusione delle prime luci), potete accedere a una gamma
praticamente illimitata di conoscenze: siamo nella stagione delle
zanzare? Ricordate di averne spiaccicata una sul soffitto? E così via.

CONFERMA SCIENTIFICA
è quineana, i.e. il grado di conferma che possiamo
attribuire a una certa ipotesi dipende non solo dalle
sue caratteristiche intrinseche, ma anche dalla sua
relazione con tutte le altre credenze del sistema
(quindi, da nozioni quali la semplicità, la centralità, il
conservativismo)

In addition to their agnosia Capgras’
patients have a belief system which is
too heavily weighted towards
observational beliefs at the expense of
background knowledge.

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Another possibility is that normal subjects
have a mechanism which sets an upper
bound on the weirdness of permissible
beliefs, and that in Capgras subjects this is
absent, or at least very permissive.

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If these speculations are correct, then there is, in
Capgras’ Delusion, a part of the visual system that
is working as designed, but receiving only one of
the two sorts of input that it needs and passing its
own output on to a belief system which is also
impaired.

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Rationality is a normative constraint of consistency and
coherence on the formation of a set of beliefs and thus
is prima facie violated in two ways by the delusional
subject:
➢   (i) she accepts a belief which is incoherent with the
    rest of her beliefs;
➢   (ii) she refuses to modify that belief in the face of
    fairly conclusive counter-evidence and a set of
    background beliefs which contradict the delusional
    belief.

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Coltheart (2007, 2010); Coltheart
et al. (2007); Langdon et al. (2008):
the second deficit, impaired belief
evaluation, is associated with
pathology of some region in right
lateral prefrontal cortex

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Belief evaluation involves WORKING
MEMORY and EXECUTIVE PROCESSES
OF INHIBITION.
➢   Anne and Martin Davies’ hypothesis that the
    second factor is an impairment of working
    memory and executive function resulting from
    damage to the right prefrontal cortex.

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MINDREADING

              40

Gli psicologi sociali hanno indagato la nostra
capacità di attribuire stati mentali almeno a
partire dagli anni ’40.
 In un classico esperimento di F. Heider e S.
  Simmel (An experimental study of apparent
  behavior, American Journal of Psychology, 57,
  1944, pp. 243–59) veniva mostrato ad alcuni
  soggetti un breve filmato in cui tre figure
  geometriche si muovevano in uno spazio
  delimitato, attorno a un rettangolo avente una
  parte di lato mobile.

ESPERIMENTO DI HEIDER E SIMMEL

Heider, F., & Simmel, M. (1944). An experimental study in
apparent behavior. The American Journal of Psychology, 57,
243-259.

ESPERIMENTO DI HEIDER E SIMMEL
 Interrogati su quanto avevano visto, quasi tutti i Ss
 interpretarono i movimenti delle tre forme in chiave
 antropomorfica.
 ❖ Ad es. quando il lato mobile del rettangolo si spostava in
   seguito al contatto con le figure, l’evento veniva descritto
   come se si trattasse di un’azione umana, i.e. l’apertura di
   una porta.
 ❖ Questi risultati suggerivano la presenza di una capacità di
   attribuzione di stati mentali universale e in larga misura
   automatica.

PIAGET

 Permanenza dell’oggetto
  oggetti ed eventi continuano a esistere anche
   quando non possono essere visti, uditi né
   toccati

Piaget = i bambini non cercano un oggetto nascosto in loro presenza,
neppure quando interessa loro farlo
 anche quando le loro prestazioni migliorano, essi continuano comunque per un
  lungo periodo a commettere errori sconcertanti agli occhi di un adulto.

 Es. quando l’oggetto nascosto e ritrovato viene spostato da un adulto in un
  secondo nascondiglio in presenza del bambino, quest’ultimo nonostante tutto
  persevera nella sua ricerca nel primo nascondiglio:
  http://www.youtube.com/watch?v=ue8y-JVhjS0

IL PARADIGMA PIAGETIANO
La nozione di oggetto fisico, inteso come entità densa e
materiale che non cessa di esistere quando esce dal campo
percettivo, non è disponibile nei primi anni di vita.

 La percezione dei bambini non è guidata dalla conoscenza
  dei principi della fisica ingenua, che sono invece “costruiti”,
  ricavati dal ripetersi di esperienze con gli oggetti.

 Per es. la proprietà della densità viene inferita a forza di
  urtare contro gli oggetti e di manipolarli.

CRITICHE A PIAGET

Piaget = la conoscenza di proprietà fondamentali di oggetti
fisici (come ad es. la permanenza) è acquisita lentamente
attraverso un’interazione sensomotoria col mondo fisico e
certamente non prima della fine del primo anno di vita.

Spelke et al. = alcuni test di abituazione hanno dimostrato
l’esistenza di principi innati, specifici per il dominio della
fisica ingenua, che vincolano i processi percettivi e
inferenziali di bambini ben prima dei 12 mesi.

TECNICA DELL’ABITUAZIONE
In un test di abituazione un bambino è ripetutamente
esposto allo stesso stimolo in modo da produrre una
riduzione dell’attenzione per lo stimolo – definita, per
l’appunto, abituazione.

 Nel caso di uno stimolo visivo l’attenzione viene di
  solito misurata in base alla durata dello sguardo che
  il bambino rivolge spontaneamente allo stimolo.

Superata una certa soglia di abituazione, si somministra un
nuovo stimolo e si osserva se questo produce un recupero
attentivo

Tale recupero indica che il bambino ha notato
la novità dello stimolo e, dati gli opportuni
confronti fra diverse condizioni sperimentali,
ciò può confermare o confutare ipotesi
relative alle sue capacità cognitive
 In alcuni casi lo stimolo test non solo
  introduce informazioni nuove, ma viola anche
  alcune aspettative che il bambino si è
  formato nella fase di abituazione

PRINCIPIO DI PERMANENZA
Utilizzando questo paradigma sperimentale, R.
Baillargéon, E. Spelke e S. Wasserman (Object
Permanence in Five Month Old Infants,
«Cognition», 1986) hanno indagato la presenza
del concetto di permanenza dell’oggetto in
bambini di 5 mesi.

I bambini osservano uno
schermo collocato su una
superficie piana, che ruota
     di 180° rispetto
      all’osservatore
  A quel punto, in modo
  chiaramente visibile al
bambino, veniva collocato
   un oggetto dietro lo
         schermo

Successivamente il bambino vedeva lo
schermo ruotare di 112° (un evento
normale dato che l’oggetto impediva la
rotazione completa)

oppure

lo vedeva continuare a ruotare di 180°
(un evento impossibile dal momento che
il bambino non aveva visto che l’oggetto
era stato surrettiziamente rimosso).

Per quanto riguarda lo stimolo visivo,
l’evento normale costituiva un nuovo
input (una rotazione di 45°), mentre
l’evento impossibile era lo stesso input
della fase di abituazione (una rotazione
di 180°).

R. BAILLARGÉON, E. SPELKE, S. WASSERMAN, OBJECT PERMANENCE IN
FIVE MONTH OLD INFANTS, «COGNITION», 20, 1986, PP. 191-208.

                              Se, come vuole la teoria piagetiana, i
                              bambini di 5 mesi non disponessero del
                              concetto di permanenza dell’oggetto,
                              dovrebbero disabituarsi di più di fronte
                              all’evento possibile, dal momento che
                              questo consiste in una rotazione inedita.

                              In realtà, durante il test si disabituarono
                              di più di fronte all’evento impossibile,
                              manifestando in tal modo l’aspettativa che
                              l’oggetto, sebbene occluso dallo schermo,
                              continua a esistere e impedisce allo
                              schermo la rotazione completa di 180°.

PRINCIPI DELLA FISICA INGENUA
              E. Spelke ha individuato altri principi
              di fisica ingenua in possesso di
              bambini di pochi mesi.

PRINCIPIO DI SOLIDITÀ

    Due oggetti non possono occupare
    lo stesso spazio, quindi un oggetto
    si muove solo su un percorso non
    ostruito da altri oggetti

E.S. SPELKE, K. BREINLINGER, J. MACOMBER, K. JACOBSON,
ORIGINS OF KNOWLEDGE, «PSYCHOLOGICAL REVIEW», 1992

                                   Familiarizzazione:
                      Scende uno schermo per nascondere una
                       parte del display
                      Una palla viene fatta cadere dietro lo
                       schermo
                      Lo schermo si solleva
                      Si vede la palla che giace sulla superficie di
                       sostegno
                      Si misura il tempo di fissazione dell’evento

Successivamente i bambini assistevano a 2 tipi di eventi, possibile
e impossibile.
 L’evento possibile era manifestamente diverso da quello usato
per l’abituazione: la pallina si fermava in una posizione diversa.
 Nell’evento impossibile la pallina si fermava in una posizione
identica a quella della fase di abituazione, ma lo faceva
attraversando una superficie solida.

EVENTO POSSIBILE
              −Viene aggiunta una nuova superficie di
              sostegno, sopra la prima
              −Scende lo schermo per nascondere
              entrambe le superfici
              −Una pallina è poi fatta cadere dietro lo
              schermo
              −Si solleva lo schermo
              −La pallina poggia sulla seconda
              superficie di sostegno aggiunta
              −Si misura il tempo di fissazione
              dell’evento

EVENTO IMPOSSIBILE
            − Viene aggiunta una seconda
              superficie di sostegno, sopra la
              prima
            − Scende lo schermo per nascondere
              entrambe le superfici
            − Una pallina è poi fatta cadere dietro
              lo schermo
            − Si solleva lo schermo
            − La pallina poggia sulla prima
              superficie di sostegno!
            − Si misura il tempo di fissazione
              dell’evento

E. SPELKE, K. BREINLINGER, J. MACOMBER, K. JACOBSON,
 ORIGINS OF KNOWLEDGE, «PSYCHOLOGICAL REVIEW», 1992

 Se i bambini fossero stati interessati soltanto alle caratteristiche visive della
sequenza, avrebbero dovuto considerare come nuovo e più interessante l’evento
possibile, visto che in esso la pallina veniva a trovarsi in una posizione diversa.

 Si constatò, invece, che i bambini guardavano più a lungo l’evento
impossibile ma simile visivamente, manifestando così una sensibilità per la
violazione di un principio di solidità degli oggetti, i.e. il fatto che gli oggetti non
possono attraversare una superficie solida.

Blue shows habituation
4-month-old infants looked longer at inconsistent event (red dot) compared to
consistent event (green)

SPELKE: I CORE SYSTEMS
Prove in favore dell’esistenza di almeno 4, forse 5, core systems.
Ciascuno di questi sistemi s’impernia su un insieme di principi che
individua le entità appartenenti al suo dominio e rende possibili le
inferenze concernenti le interrelazioni e il comportamento di tali entità.
Esempi di queste entità sono:
▪ gli oggetti inanimati e le loro interazioni meccaniche (fisica intuitiva),
▪ gli agenti conspecifici e le loro azioni rivolte a uno scopo (psicologia
  ingenua),
▪ i luoghi nel continuo spaziale e le loro relazioni geometriche
  (cognizione spaziale),
▪ gli insiemi e i loro rapporti numerici di ordinamento, addizione e
  sottrazione (matematica ingenua).
Un quinto, più controverso, sistema rappresenterebbe i membri dell’in-
group, cioè “il noi”, in quanto distinti dai membri dell’out-group, “gli altri”.