La ricerca visiva 4 PDF

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RICERCA VISIVA Gli esseri umani sono costantemente impegnati in compiti di RICERCA VISIVA. Raramente quando cerchiamo qualcosa l’oggetto in questione è presente in un ambiente vuoto. Più tipicamente l’oggetto della nostra ricerca è immerso in un ambiente complesso e può confondersi con altri oggetti. Nello studio dei meccanismi di ricerca visiva si definisce: - TARGET: l’oggetto della ricerca - DISTRATTORI: tutti gli altri elementi presenti nella scena Alcune ricerche sono FACILI altre DIFFICILI. La ricerca visiva cerca di capire perché alcune ricerche sono più facili e altre più difficili e quale sia il ruolo dell’attenzione in questo compito. PARADIGMA DELLA RICERCA VISISVA: Consiste nel rilevare, localizzare, identificare un particolare stimolo (target) presentato insieme ad una certo numero di altri stimoli (distrattori) La variabile dipendente prevalentemente presa in considerazione è la velocità di risposta (TR) Sono due i fattori cruciali nella ricerca visiva: - NUMEROSITÀ dei DISTRATTORI - CARATTERISTICA DEL TARGET (UNICA O CONDIVISA CON I DISTRATTORI) Il target possiede una caratteristica “unica” rispetto ai distrattori= RICERCA DI CARATTERISTICHE /(FEATURE RESEARCH) - Il numero dei distrattori non influenza la velocità al compito La ricerca è definita EFFICIENTE Il target condivide una caratteristica con i distrattori= RICERCA DI CONGIUNZIONE DI CARATTERISTICHE (CONJUNCTION SEARCHE) La velocità di ricerca rallenta in maniera lineare con il numero dei distrattori La ricerca è definita INEFFICIENTE Di solito viene presa in considerazione la PENDENZA cioè il grado di inclinazione della funzione che lega a presenza dei distrattori al tempo di risposta. - è 0 per le ricerche di caratteristiche - è maggiore di 0 per le ricerche di congiunzioni di caratteristiche -TREISMAN: TEORIA DELL’INTEGRAZIONE DELLE CARATTERISTICHE (FIT): Esistono aree del cervello che rispondono preferenzialmente a determinate caratteristiche. Il sistema visivo procede analizzando singole caratteristiche e poi le ricombina. Noi siamo consapevoli solo del risultato finale. L’obiettivo del FIT è spiegare i meccanismi in atto nella ricerca visiva ma soprattutto spiegare come avviene la congiunzione delle diverse caratteristiche (colore, orientamento, etc) di un oggetto= PROBLEMA DEL BINDING (legame) Secondo il modello FIT: - Le caratteristiche fisiche elementari (es: colore, forma) di un oggetto sono analizzate da moduli che funzionano in parallelo e prima dell’intervento dell’attenzione.

-L’attenzione serve per unire le caratteristiche analizzate dai vari moduli e percepire l’oggetto nella sua totalità. L’attenzione funziona come la COLLA che spostandosi nello spazio unisce le caratteristiche analizzate separatamente dalle mappe (moduli di analisi) delle caratteristiche L’operazione dell’attenzione è un PROCESSO SERIALE La FIT ritiene che l’analisi visiva avvenga secondo due tipi di processi distinti - PARALLELI: analizzano le singole caratteristiche dell’immagine (early vision) L’analisi è in parallelo perché le varie caratteristiche di tutti gli oggetti presenti in un’immagine vengono analizzate CONTEMPORANEAMENTE. Questi processi paralleli sono detti anche PRE-ATTENTIVI -SERIALI (ELEMENTO PER ELEMENTO): Secondo la FIT una volta che le varie caratteristiche di un elemento sono state scomposte e analizzate, interviene l’attenzione per riunirle in un oggetto percettivo. L’attenzione agisce come una ‘colla’ che unisce assieme le diverse caratteristiche (forma, colore, etc) che compongono un oggetto PROCESSI SERIALI= ATTENZIONE Questi processi seriali sono detti anche ATTENTIVI L’analisi attentiva è però lenta e procede elemento per elemento Processi in parallelo: ci sono delle FEATURE MAPS che analizzano le dimensioni. Nella mappa vengono rappresentati vari PICCHI DI ATTIVAZIONE, e variano in ampiezza in relazione al fatto che ci sia un elemento UNICO. - Se il target possiede una caratteristica unica la ricerca si basa sul risultato delle mappe che analizzano le caratteristiche separatamente ed in parallelo. La rilevazione del target è rapida e non varia in funzione della numerosità degli elementi nella scena. - Se però NON esiste un elemento unico in una caratteristica l’attività di analisi delle Feature Maps non è in grado di rilevare la presenza del target. È necessaria un’analisi elemento per elemento (seriale) in cui l’attenzione unisce le varie caratteristiche - Se il target è definito da una congiunzione di caratteristiche è necessario integrare i risultati delle diverse mappe in un unico punto. La rilevazione del target dipende da un meccanismo seriale (è lenta) e dipende dal numero di elementi presenti nella scena La ricerca seriale è AUTO-TERMINANTE: una volta trovato il target non è necessario continuare ad esplorare le altre posizioni. - Nelle prove a target assente è necessario esplorare tutti gli elementi per rispondere correttamente La slope della ricerca è maggiore per prove a target assente rispetto alle prove a target presente Il modello FIT spiega anche il fenomeno delle CONGIUNZIONI ILLUSORIE e perchè in situazione di esposizione così breve il meccanismo seriale non è molto efficiente. Quelli in parallelo invece funzionano ma non ho abbastanza tempo per unire le caratteristiche. Ad esempio se una serie di stimoli con differenti caratteristiche (p.e., forma e colore) è presentata per un intervallo temporale molto breve, i soggetti sono in grado di riportare correttamente colori e forme, ma lilegano erroneamente. Senza attenzione le caratteristiche sono elaborate in maniera indipendente ma non possono essere unite.

Sebbene il FIT sia molto influente non non è in grado di spiegare alcuni fenomeni: 1) Per esempio, il fatto che alcune ricerche siano più difficili di altre anche se il target possiede una caratteristica unica a) i tempi di reazione non aumentano all’aumentare del numero di distrattori in A ma lo fanno in B, nonostante in entrambi i casi il target sia definito da una caratteristica unica b) Cercare una N rovesciata in mezzo ad N canoniche è più facile del contrario

2) A volte le conjunction search producono dei risultati esattamente identici a quelli legati alla ricerca per caratteristiche. Per spiegare questo risultato modelli più recenti hanno previsto la presenza di feature maps di tipo top-down, in cui i livelli di attivazione per una caratteristica sono determinati dalle conoscenze a priori 3) La rilevazione di un elemento unico non è necessariamente pre-attentiva Soprattutto nell’ottica della ricerca visiva in scene reali sono state fatte delle aggiunte al modello di FIT. C’è l’idea che esista una MAPPA TOP-DOWN dove vengono elaborate caratteristiche di oggetti noti (familiari) (RICERCA GUIDATA, WOLF) Queste conoscenze guidano il processo di ricerca e ci permettono di trovare il target in modo efficiente anche quando siamo in presenza di ricerca di congiunzione di caratteristiche multiple. Nella ricerca visiva in scene reali svolge un ruolo importante è la POSIZIONE e il CONTESTO (conoscenze a priori sulla probabilità di occorrenza di determinati oggetti con determinate caratteristiche in un dato ambiente. Negli ultimi 10 nani si soo sviluppati tutta una serie di filoni. Un tra questi cerca di capire se avere una forte familiarità con qualcosa può modificare la ricerca visiva. Ad esempio si dimostra che radiologi esperti, sono in grado di rilevare in maniera corretta qualcosa di dannoso anche se la mammografia è presentata per pochissimo tempo. Qual’è il meccanismo attraverso cui diventano più efficienti nella ricerca? Una possibilità e che l’elaborazione della mammografia (nel nostro asco) si basa sull’elaborazione CONFIGURALE (si guarda il tutto e non ci si ferma sui dettagli). Vengono fatti esperimenti basati sull’effetto inversione. I risultati mostrano che l’effetto inversione per quanto riguarda la mammografia è presente solo per gli esperti, tanto più un individuo è esperto tanto più analizza qualcosa in modo diverso, ad esempio attraverso l’elaborazione olistica.

Si cerca inoltre di vedere se si pò migliorare l’attività delle persone ne per il loro mestiere fanno qualcosa di fondamentale per la sicurezza di tutti. - Esperimento: il compito trovare è una particolare categoria di oggetti (es. attrezzi) presentati con bassa (1%) o alta (50%) probabilità. L’esperimento viene fatto attraverso l’EFFETTO PREVALENZA: la probabilità bassa di comparsa del target abbassa la probabilità di rilevarlo. Tutte le volte che devo trovare un oggetto con una bassa probabilità di comparsa, la probabilità delle volte che lo perdo è più alta rispetto alle volte che lo pero quando la probabilità è più alta. L’idea è capire se questo effetto esiste anche nella vita reale. - Nell’esperimento venivano fatti a vedere ai controllori bagagli puliti o bagagli sospetti, i bagagli sospetti erano presentati con bassa o alta prevalenza. Conclusioni: 1 l’effetto prevalenza è presente anche in esperti 2 L’effetto viene modificato dalla presenza di un alta ad alta prevalenza 3 l’ “allenamento” va a influenzare i bias di risposta. 4. Non sembra essere possibili allenare i meccanismi percettivi.

ATTENZIONE e NUMEROSITà Quanti oggetti l’attenzione è in grado di selezionare esattamente? Negli esseri umani adulti, nei bambini e negli animali sembra convergere la dimostrazione che la mente/cervello siano sensibili alle numerosità degli oggetti presenti nella scena. L’IPOTESI DEL SENSO PER IL NUMERO Come altre caratteristiche primarie anche la NUMEROSITÀ è una proprietà di base dell’ambiente, e qundi esistono meccanismi che sono deputati all’elaborazione della numerosità degli oggetti. (Con il senso per il numero si fa riferimento all’abilità di percepire, manipolare e comprendere le numerosità) EVIDENZE: I primi studi fanno uso della psicofisica; che fanno riferimento agli EFFETTI POSTUMI. Dato che esistono alcune caratteristiche di base, elaborate da meccanismi neurali che sono soggette ad adattamento, l’idea è capire se esistono fenomeni di ADATTAMENTO anche per la numerosità. - ADATTAMENTO: i neuroni che codificano per queste proprietà diventano sempre più silenti tanto maggiore è l’esposizione allo stesso valore della proprietà. - AFTEREFFECTS (o effetti postumi): Percezioni illusorie che seguono - Esperimento: consisteva in una fase di adattamento nella quale venivano presentati 400 pallini, una fase finale dove venivano presentati 30 pallini è una fase intermedia dove veniva presentato un numero variabile di pallini. Nella fase finale i soggetti dovevano dire se la fase finale era più o meno numerosa del test. Lo studio suggerisce che anche la NUMEROSITÀ è soggetta ad ADATTAMENTO man mano che sono esposto ad alte numerosità il mio sistema percettivo risponderà sempre meno. Studi fatti con la risonanza magnetica dimostrano che ci sono aree del cervello (SOLCO INTRAPARIETALE SUPERIORE) che rispondono alla variazione di numerosità.

- Esperimento: Vengono presentati per il 90% delle volte 16 elementi fisicamente diversi. A un certo punto vengono presentati o elementi più piccoli o più gradi. Ci sono aree che dimostrano una forte sensibilità alla numerosità. La risposta in queste aree è maggiore tanto più ci si allontana dallo stimolo di adattamento. È inoltre dimostrato che esistono delle rappresentazioni topografiche delle numerosità e numerosità piccole occupano porzioni dell’IPS più grandi e viceversa. La percezione di numerosità è presente anche nei bambini? Vengono presentate determinate numerosità e successivamente nella fase test viene rappresentato o lo stesso numero o diverso. Risultato: anche nei BAMBINI (intorno al sesto mese di età) c’è effetto di abituazione ma non è totalmente sviluppata. Un’altro studio viene fatto su bambini appena nati; si dimostra che ci sono delle forme di discriminazione di numerosità che si basano sulla multisensorialità dell’informazione e se non sono innati si sviluppano molto precocemente. Questa abilità appartiene anche agli ANIMALI: - Esperimento: Lo sperimentatore inserisce oggetti (frutta) nella scatola e successivamente la scimmia è poi lasciata libera di cercare il cibo nella scatola Nella situazione di violazione lo sperimentatore toglie uno dei due “oggetti” senza che la scimmia se ne accorga. Quando viene tolto un oggetto la scimmia sta più tempo a cercare nella scatola perchè ha riconosciuto che erano due gli elementi nella scatola. Anche da altri esperimenti delle scimmie si dimostra che alcune parti del cervello mostrano risposte selettive per le varie numerosità degli oggetti. - La SELETTIVITÀ viene studiata anche sui pulcini; si vede che essi imparano subito a discriminare tra due numerosità e inoltre mostrano un minimo di abilità di addizione e sottrazione. Anche le PIANTE hanno l’abilità di discriminare la numerosità. Secondo gli studi pubblicati negli ultimi 15 anni: 1-Esiste un senso per le numerosità sia a livello comportamentale sia a livello neurale esistono evidenze di elaborazione differenziale delle numerosità Tale evidenze seguono i principi di organizzazione dei meccanismi sensoriali di base 2-Il senso per le numerosità sembra essere innato, o svilupparsi molto precocemente nel corso della vita di un individuo infatti bambini di pochi mesi mostrano una rudimentale computazione delle numerosità degli oggetti 3-Il senso per le numerosità è universale, o comunque presente in specie animali evolutivamente distanti Il motivo per cui non abbiamo la certezza che ci siano dei meccanismi indipendenti, dalla variazione di altre quantità, che elaborano le numerosità è che all’interno di un esperimento diventa difficile riuscire a controllare per tutti i fattori fisici i vari aspetti. •Aumentando la numerosità degli elementi si cambia l’AREA CUMULATIVA • Cercando di tenere ferma l’area cumulativa si cambia l’AREA GLOBALE

Ci sono due modi con cui calcoliamo e numerosità: •Uno che fa riferimento a COMPUTAZIONI APPROSSIMATE: si basano sulle stime •Uno che fa riferimento a COMPUNZIONI ESATTE: sono necessari meccanismi di individuazione di ogni oggetto Il meccanismo di individuazione è i grado di operare in modo efficiente solo su piccole quantità, questo viene chiamato —-> SUBINTIZING EFFECT Enumerazione rapida ed accurata per un massimo di 3-4 elementi contemporaneamente Inizialmente gli studi che venivano fatti chiamavano i fenomeni di subintizing, fenomeni pre-attentivi perchè quello che dimostravano era che se l’enumerazione di 1-4 elementi riguarda una caratteristca unica, i distrattori non influenzano tale compito. Il numero dei distrattori influenza l’enumerazione tra 1 e 4 elementi quando il target è definito da una caratteristica congiunzione di caratteristiche. ! Non è detto che il fatto che in una ricerca efficiente non sia coinvolta l’attenzione Le ricerche più recenti sul fenomeno del subitizing mettono in luce uno stretto legame tra subitizing e attenzione, attraverso vari tipi di misure dell’attività mentale. - Esperimento: •Compito primario: rilevazione di una caratteristica semplice (es., rosso; carico basso) o di una congiunzione colorespazio (es., due triangoli verdi allineati sulla diagonale destra; carico alto) •Compito secondario: enumerazione Se l’attenzione non intervenisse negli effetti di subitizing allora il soggetto dovrebbe sempre essere efficiente indipendente dal fatto che il compito sia facile o difficile. Si conclude che il fenomeno del subitizing si ha fondamentalmente solo per il COMPITO SINGOLO. I meccanismi di enumerazione condividono molte caratteristiche che si hanno quando si parla di selezione attentiva. La seconda evidenza proviene da studi che si basano su una risposta elettrofisiologica associata ad un compito di ricerca visiva - esperimento: viene presentato un numero variabile di target e si chiede ai soggetti di enumerare. • se i sistemi attentivi non c’entrano nulla con i fenomeni di subitizing allora la risposta non dovrebbe modificarsi • se invece i sistemi attetivi coincidono con gli effetti si subitizing dovrebbe verificarsi una modificazione dal risposta. Conclusione: La risposta neurale aumenta in ampiezza con l’aumento delle numerosità target. Quindi esattamente gli stessi meccanismi che sono in atto nel compito di ricerca visiva e che quindi sono stati associati al funzionamento dell’attenzione, sono in atto in compiti di enumerazione fino a 3-4 elementi. Sottostante al fenomeno del subitizing ci sono meccanismi attentivi che funzionano in modo efficiente fino a 3-4 elementi. Il fenomeno del subitizing mostra abbastanza variabilità individuale, l’ASINTOTO neurale della risposta segue la bravura dei soggetti. I meccanismi attentivi entrano in gioco quando si ha a che fare con oggetti multipli, e permettono l’individuazione di un numero limitato di oggetti se sono condivisi da diversi compiti.

ATTENZIONE DIVISA Sono presenti due o più informazioni ed entrambi sono rilevanti per questo richiedono l‘esecuzione di un particolare compito.

Il fenomeno più utilizzato per studiare l’attenzione divisa è l’INTERFERENZA (quanto l’elaborazione di un compito influenza l’esecuzione dell’altro); - Esperimento: Sperling & Melchner (1978) Compito: rilevare la presenza di un numero nella configurazione piccola, in quella grande o in entrambi Risultati: la prestazione è simile quando il compito riguarda la rilevazione all’interno di una sola configurazione. Se entrambi i numeri devono essere riportati l’efficienza della prestazione si dimezza. • Esempi di attenzione divisa: conversazione alla guida di un’automobile - Esperimento: Compito singolo: rilevare il segnale del semaforo Compito doppio: semaforo +conversazione cellulare o ascolto radio Risultati: non siamo in grado di analizzare due compiti in modo diviso. Non tutti i doppi compiti producono effetti di interferenza. - SOMIGLIANZA DEL COMPITO: •Il primo tipo di somiglianza è la somiglianza tra le MODALITÀ SENSORIALI DEGLI STIMOLI: in situazioni di attenzione divisa tra due stimoli, la prestazione è peggiore quando gli stimoli appartengono alla stessa modalità sensoriale rispetto a quando sono di due modalità diverse - Esperimento: Treisman & Davies (1973) Compiti: rilevare presenza delle lettere END (scritte o udite) e la presenza di nomi di animali (scritti o uditi) Due condizioni: compito singolo (un compito alla volta) o doppio (entrambi i compiti) La prestazione dei soggetti nel doppio compito era peggiore quando i due stimoli erano presentati nella stessa modalità rispetto uno era visivo e l’altro acustico. ESISTONO MECCANISMI ATTENTIVI SEPARATI PER LE DIVERSE MODALITÀ SENSORIALI. • SOMIGLIANZA DELLA RISPOSTA RICHIESTA: in situazioni di attenzione divisa tra due stimoli, la prestazione è peggiore quando gli effettori della risposta sono identici. Risultati: tanto più la modalità di risposta è simile tanto più la prestazione peggiora. •DIFFICOLTÀ DEL COMPITO: la complessità degli stimoli porta a maggiori effetti di interferenza tra i compiti Ci si chiede se anche per l’attenzione divisa ci sia un sistema centrale di risorse o se esistono risorse multiple. TEORIA DELLE RISORSE MULTIPLE: esistono meccanismi di elaborazione indipendenti che hanno risorse distinte. Ciò che determina il livello di interferenza è legato alla somiglianza dei compiti, in quanto questi fanno richieste allo stesso sistema di risorse Se i compiti fanno uso di risorse differenti (es., uno riguarda la modalità visiva o una quella acustica) non ci saranno interferenze.

TEORIA DELLA RISORSA CENTRALE: la quantità di risorse di analisi in un dato momento è limitata; non esistono risorse separate per le modalità sensoriali. Esiste un SISTMA CENTRALE che “decide” di destinare le risorse per l’esecuzione dei vari compiti - Se le richieste di entrambi i compiti sono relativamente basse: i due compiti sono eseguiti insieme senza interferenza - Se le richieste di entrambi i compiti eccedono la quantità di risorse disponibili: si crea interferenza nell’esecuzione Evidenze sperimentali che supportano la teoria della risorsa centrale: A coppie i soggetti dovevano svolgere 4 compiti differenti in termini di difficoltà Il compito più difficile provoca maggiore interferenza indipendentemente dal fatto che sia primario o secondario. PERIODO di REFRATTARIETÀ PSICOLOGICA: se devo eseguire due compiti, tanto più i due compiti hanno un intervallo temporale breve, tanto più peggiore nell’esecuzione del secondo compito. Spiegazione...