2014

Lect. univ. dr. Daniela Dumitru

Universitatea “Titu Maiorescu”, Bucureşti

PSIHOLOGIE COGNITIVĂ

1

UNIVERSITATEA „TITU MAIORESCU”

FACULTATEA DE PSIHOLOGIE

PSIHOLOGIE COGNITIVĂ

2

CuprinsObiectivele disciplinei.............................................................................................................................. 3

Conţinutul cursului .................................................................................................................................. 3

Introducere. Bazele psihologiei cognitive................................................................................................. 4

Nivelurile de analiză ale sistemului cognitiv ............................................................................................. 7

Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasică simbolică şi paradigma neoconexionistă.............. 11

Prelucrarea informaţiei vizuale .............................................................................................................. 19

Mecanismul atenţiei.............................................................................................................................. 28

Limbajul ................................................................................................................................................ 34

Memoria ............................................................................................................................................... 41

Rezolvarea de probleme........................................................................................................................ 48

3

Obiectivele disciplinei

1. Înţelegerea conceptelor cheie ale fiecărei teme din psihologia cognitivă.2. Achiziţionarea conceptelor specifice psihologiei cognitive.3. Familiarizarea cu lucrările autorilor importanţi ai domeniului.4. Evidenţierea punctelor tari şi punctelor slabe ale fiecărei teorii prezentate.5. Iniţierea unor dezbateri pe baza temelor prezentate la curs.6. Scrierea de eseuri scurte pe teme propuse la curs sau la alegerea studenţilor, în

care aceştia să trateze şi să explice concepte cheie, teme importante şi/saucontroversate, să explice puncte de vedere personale cu privire la anumite teorii şiidei prezentate.

Conţinutul cursuluiÎn cadrul acestui curs vor fi studiate temele principale din psihologia cognitivă. Acestaeste un curs introductiv.

Durata: 1 semestru.

Evaluare finală: examen scris, clasic.

4

Introducere. Bazele psihologiei cognitiveCurs 1

Psihologia cognitivă a devenit un domeniu aplicat al psihologiei, cu puternice legături înştiinţele cognitive, tehnologia informaţiei, inteligenţa artificială, cibernetică, logică, teorialimbajului, neuroştiinţe, toate aceste domenii fiind la rândul lor unele compozite şiinterdisciplinare, conectate cu alte domenii practice (inginerie, construcţie şi design).

În felul acesta, psihologia cognitivă îşi circumscrie aria cercetărilor într-un univers dediscurs foarte larg şi divers, creându-şi un limbaj propriu şi diferit de restul disciplinelorpsihologice ortodoxe. Tehnicitatea caracteristică acestui domeniu poate surprinde la început pestudenţii care urmeză acest curs. Poate fi numit psihologie cibernetică sau „psihologia ca uncalculator”, deoarece similartăţile între tehnologia informaţiei şi modul în care această ramură apsihologie descrie psihicul uman sunt izbitoare, imposibil de „digerat” de studentul ortodox lapsihologie care ştie că psihicul este „uman” şi nu maşină.

Psihologia cognitivă abordează teme despre sistemul cognitiv uman (percepţia, gândirea,memoria, limbajul, etc.) şi despre subsistemele sale. Sistemul cognitiv este văzut ca fiind unsistem de prelucrare, de procesare a informaţiei, de transformare a input-ului senzorial în output-ul motor sau comportamental. La fel ca şi un calculator, psihicul are intrări şi ieşiri, stimul şirăspuns. Aşa este, seamănă cu behaviorismul.

Abordarea şi explicarea tuturor fenomenelor psihice din perspectiva mecanismelorinformaţionale pe care le includ şi de care depind în desfăşurarea lor este abordarea caredelimitează psihologia cognitivă de alte ramuri ale psihologiei. Psihologia cognitivă doreşte săsurprindă imaginea sistemului psihic uman ca sistem capabil de schimburi informaţionale cumediul înconjurător, capabil de a transforma informaţia în funcţie de propriile reguli şi deconfiguraţia propriilor subsisteme de procesare, capabil de autoreglare şi control (de unde şilegătura stânsă cu cibernetica), sistem capabil de răspuns adaptat la constrângerile mediului.

Începuturile psihologiei cognitive pot fi plasate la mijlocul secolului trecut, după cel de-al doilea război mondial, când logica matematică, ciberetica şi teoria informaţiei au apărut înforţă în peisajul ştiinţific internaţional. Efortul de a formaliza logica astfel încât să fie posibilămanipularea simbolurilor pe baza unor reguli sintactice generale şi recursive, duce la definireacalculabilităţii şi a computaţiei.

Alături de teora informaţiei şi logica matematică şi simbolică, curentele psihologice alecăror idei şi cercetări psihologia cognitivă le-a integrat sunt asociaţionismul, gestaltismul,behaviorismul şi constructivismul piagetian.

Instrumentarul metodologic folosit în cercetare conţine metoda experimentului ca metodăpredilectă, la care se adaugă modelarea-formalizarea-simularea pe calculator.

Chiar dacă acest domeniu se delimitează şi se defineşte în anii ’50, mugurii teoretici aiştiinţelor cognitive se găsesc la Aristotel (creatorul logicii), mai apoi la Descartes prin celebrelesale dubitaţii şi prin faptul că plaseză singura realitate certă în „cogito”, cert este că noi suntem

5

fiinţe cugetătoare, gândim, restul (realitatea exterioară, corpul nostru) fiind nesigur, iluzoriu,himeric.

În cel de-al doilea război mondial, Alan Turing, logician şi matemacitican care a lucrat laspargerea codurilor germane, construieşte maşina Turing, maşină teoretică cu computabilitateuniversală. El a demonstrat că o maşină poate rezolva orice calcul matematic, atâta timp câtacesta este reprezentat algoritmic. Maşina lui Turing este „părintele” tuturor calculatoarelor deastăzi (să adăugăm şi tabletele). Turing a dat şi soluţia evaluării inteligenţei unui sistem artificial:dacă un sistem dă un răspuns unui observator extern şi acesta nu se deosebeşte de răspunsul pecare le-ar fi dat un subiect uman, atunci el este considerat inteligent.

În 1956 se conturaseră două grupuri de cercetare a mecanismelor de procesare ainformaţiilor: unul la MIT şi celălalt la Carnegie-Mellon. În toamna aceluiaşi an, MITorganizează un simpozion, iar în ultima zi, 12 septembrie, considerată şi ziua de naştere aştiinţelor cognitive, au fost prezentate trei comunicări de referinţă: H.A. Simon şi A. Newellprezintă prima demonstraţie pe calculator a unei teoreme logice (Logic Theory Machine), N.Chomsky prezintă Three Models of Language, iniţiind lingvistica teoretică, G. Miller prezintăîntr-o formă preliminară celebrul său studiu The Magical Number Seven, Plus or Minus two. Darcel care va consacra termenul de „psihologie cognitivă” este Ulric Neisser, care publică în 1967o carte cu acelaşi titlu.

Fundaţia Alfred P. Sloan a contribuit definitiv la avântul pe care ştiinţele cognitive l-auluat prin acordare de granturi de cercetare în valoare de sute de milioane de dolari la mijloculanilor ‘70. Mulţi cercetători şi-au schimbat radical programul pentru a putea accesa acestefonduri.

În 1978 se prezintă primul raport de cercetare către Fundaţia Sloan, care mai estecunoscut şi sub numele de raportul SOAP (State of the Art Paper). În acest raport se spune:„existenţa domeniului nostru de cercetare este determinată de existenţa unui obiectiv comun:descoperirea capacităţilor computaţionale şi de reprezentare ale psihicului precum şi aleproiecţiilor lor structurale şi funcţionale în creier.” Prin această „declaraţie de independenţă” sestipulează că ştiinţele cognitive studiază sistemele cognitive naturale sau artificiale, căutândexplicaţii pentru modul de tratare a informaţiei în aceste sisteme din punct de vedere al calculelorşi reprezentării acesteia şi din punct de vedere a implementării acestor operaţii în diferite mediifizice disponibile la un moment dat.

Psihologia cognitivă devine parte componentă a ştiinţelor cognitive. Din această familiemai fac parte: filosofia (epistemologia, logica filosofică, filosofia analitică), lingvistica(lingvistica teoretică), neuroştiinţe (neuroştiinţa cognitivă), antropologia (antroplogia culturală).Domeniile enunţate nu participă la ştiinţele cognitive cu toată extensiunea domeniului lor, ci doarcu anumite ramuri şi dezvoltări interdisciplinare pe care l-am enumerat în paranteză.

Psihologia cognitivă este supusă unei duble presiuni, ceea ce îi conferă şi un caracterbicefal. Presiunile de sus în jos, dinspre inteligenţa artificială îi cere psihologiei cognitive săofere modele formalizate şi implementabile pe calculator. Presiunile de jos în sus, dinspreneuroştiinţe solicită psihologiei cognitive să construiască modele valide, relevante şi depredictibilitate pentru comportamentul uman.

6

Noul domeniu are însă şi critici. Trei categorii de critici s-au conturat de-a lungul timpului:

1. Lipsa de plauzibilitate neuronală a modelelor cognitive sau lipsa de validitate ecologică.Adică, aceşti critici consideră că este foarte dificil să găsim la nivel neuronalcorespondentul diverselor procese sau reguli de funcţionare ale sistemului cognitivdescrise în diferite modelări teoretice sau practice cognitiviste. De exemplu, unde segăsesc regulile de producere (sau operaţiile) de tipul „dacă....atunci”. Sistemul cognitivare patru nivele de analiză, nivelul semnatic, nivelul algoritmic-reprezentaţional, nivelulimplementaţional şi nivelul computaţional. Aceşti critici confundă nivelurile de analiză asistemului cognitiv cerând o analiză la nivel implementaţional a unei entităţi aflate lanivelul computaţional. În plus, majoritatea modelelor cognitive iau în consideraţie dateleoferite de neuroştiinţe, mai ales dacă vorbim despre paradigma neoconexionistă.

2. Criticile din partea behavioriştilor. Este criticată metodologia folosită de cognitiviştipentru a obţine rezultate în urma ceretărilor, mai ales modelarea şi simularea pecalculator. De asemenea, behavioriştii pun la îndoială şi capacitatea unor factori cognitivide a influenţa comportamentul. Aceste critici au scăzut în ultimii ani, deoarece multedintre rezultatele experimentale ale behaviorismului au fost preluate de către psihologiacognitivă, dar şi behavioriştii se regăsesc teoretic în modelările conexioniste alesistemului cognitiv.

3. Un alt gen de critici, dar mult mai puţin argumentate, pretind că psihologia cognitivă esteo modă, un curent care va dispărea curând. Acestor critici putem răspunde că atâta timpcât psihicul rămâne un sistem informaţional, tot atâta timp va supravieţui şi psihologiacognitivă. Şi psihicul va rămâne pentru o perioadă lungă aşa (!), pentru că este un sistemcare „lucrează” cu informaţia.

Ceea ce poate să facă psihologia cognitivă este că poate descrie în mod universal capacităţilecomputaţionale, de prelucrare a informaţiilor şi de răspuns la stimulările mediului fără aconsidera doar subiecţii umani. Astfel, posibilitatea înţelegerii structurilor cognitive interne şicomunicarea cu subiecţi infraumani sunt deschise de teoria psihologică cognitivă. Prelucrareainformaţiei modelată şi formalizată în teoria ştiinţelor cognitive şi în psihologia cognitivă neoferă o perspectivă lărgită asupra vieţii în general, nu doar asupra speciei noastre. Toateorganismele, pentru a supravieţui, trebuie să aibă un sistem de prelucrare a informaţiei exterioareşi de concepere a unui răspuns adaptativ. Ştiinţele cognitive oferă o astfel de viziune, de aînţelege şi alţi subiecţi şi de a gândi dincolo de propria noastră „umanitate”.

7

Nivelurile de analiză ale sistemului cognitivCurs 2

Definiţia sistemului cognitiv

Un sistem cognitiv este orice sistem fizic care posedă două proprietăţi: de reprezentare şide calcul (Miclea, 1999, p. 26). Reformulând putem spune că un sistem cognitiv este un sistemfizic care foloseşte informaţie stocată în diferite forme / medii, energetice şi/ sau chimice. Pânăacum nu a fost demonstrată existenţa unui sistem cognitiv exclusiv informaţional independent deo structură fizică. De exemplu, structura fizică de suport a psihicului este creierul.

Nu orice sistem fizic este şi cognitiv, ci doar acela care are capacităţi de reprezentare şide calcul.

Reprezentarea

În psihologia cognitivă reprezentarea primeşte o definiţie diferită de cea clasică şi esteconsiderată ca fiind o reflectare în mediul intern a realităţii exterioare. Deci ea nu mai estecircumscrisă senzorial aşa cum era în psihologia clasică, o imagine schematică a unui obiect înabsenţa acestuia. În acest sens se foloseşte termenul de imagine mentală, reprezentarea fiind untermen cu o sferă mult mai largă, el referindu-se la toate informaţiile care ajung în sistem şi caresunt „traduse” în limbajul intern, propriu al sistemului în cauză. Această definiţie a reprezentăriifolosită în ştinţele cogitive este preluată din logica simbolică. Iată cum simbolizează(formalizează) A. Newell (1992) reprezentarea:

Luăm un eveniment extern: variabila X se transformă (T) în variabila Y. Rezultă formula X-T-Y(adică variabila X se transformă în variabilaY).

Reprezentarea evenimentului X-T-Y într-un mediu intern se realizează când o proiecţie x avariabilei X şi o proiecţie t a lui T în acest mediu pot genera o variabilă y care să corespundă luiY.

Important este ca să existe o relaţie sistematică între variabilele externe şi referentul lor intern.Adică, reprezentarea a ceva să corespundă întotdeauna cu acelaşi obiect sau eveniment dinmediul extern (dar ele nu sunt identice, reprezentarea nu este o copie a realităţii).

Reprezentările conţinute de un sistem cognitiv (orice sistem cognitiv) sunt simbolice (imagini,semne, conţinuturi, etc.) sau subsimbolice (pattern-uri de activare ale reţelelor neuronale, carenu sunt interpretabile semantic, nu au un înţeles). Nu va chinuiţi să înţelegeţi. Vom reveni cândvom vorbi despre paradigmele psihologiei cognitive.

Proprietatea de calcul

Calculul este proprietatea sistemului cognitiv care constă în manipularea reprezentărilor pe bazaunor reguli.

Dacă reprezentările sunt simbolice, atunci avem reguli de manipulare a simbolurilor (deefectuare a operaţiilor matematice, reguli gramaticale, sintactice, semantice, etc.), dacă

8

reprezentările sunt subsimbolice, avem reguli de modificare a stărilor de activare (regula Hebb,regula delta generalizată, etc., la care vom reveni în cele ce urmează).

Corespunzător celor două tipuri de reprezentări şi reguli de manipulare ale lor vom avea douătipuri de modelări (teorii) în ştiinţele cognitive: clasic-simbolice şi neuromimetice.

Analiza sistemului cognitiv

Orice sistem cognitiv este organizat în patru niveluri care care îi definesc structura (Miclea,2003, pp. 28-35):

1. nivelul cunoştinţelor;

2. nivelul computaţional;

3. nivelul algoritmic-reprezentaţional;

4. nivelul implementaţional.

Acestea nu sunt straturi sau etaje ale unui sistem cognitiv, ele sunt integrate şi se află la acelaşinivel de execuţie. Cu alte cuvinte informaţia nu este transferată de la un nivel la altul pentru a fiprocesată, cele patru niveluri fiind concomitente în timp şi neierarhizate în funcţie de importanţă.

Iată la ce se referă cele patru niveluri de analiză:

Nivelul cunoştinţelor (semantic)

La acest nivel de descriere comportamentul sistemului cognitiv este înţeles pe baza volumului şinaturii cunoştinţelor pe care le are, a scopurilor şi intenţiilor sale. Comportamentul uneiperoane (sistem cognitiv) este dat de scopurile sale care sunt realizate folosindu-se decunoştinţele pe care le are. Adică, o persoană rezolvă o problemă în funcţie de ce ştie (cinevaspune ca ploaia de metoriţi este de la Dumnezeu pentru că a venit din cer, iar altcineva poatespune că ploaia de meteoriţi vine de la un meteorit mai mare care s-a apropiat de Pământ preamult şi a fost atras de gravitaţia lui, fiind apoi spart în bucăţi mai mici prin frecarea cuatmosfera). Sursele cunoştinţelor sunt: experienţa imediată sau de lungă durată, enunţurileproblemelor pe care trebuie să le rezolve, deprinderi, socializarea, participare la o cultură, etc.

Cunoştinţele se împart în cognitiv-penetrabile şi cognitiv-impenetrabile. Comportamentele şimecanismele psihice care se modifică în funcţie de cunoştinţele pe care le are subiectul senumesc cognitiv-penetrabile (Pylyshyn, 1984, 1990).

Ex.: recunoaşterea unei litere se face mai uşor dacă este prezentată într-un cuvânt decât dacă esteprezentată într-o combinaţie de litere fără sens. Sau eu aş face altceva în acest moment (aş pleca,poate) dacă mi s-ar spune că este o inundaţie la etajul de deasupra sălii de curs.

Comportamentele care nu sunt influenţate de cunoştinţele de care dispune un subiect se numesccognitiv-impenetrabile (exemplu: extragerea contururilor unui obiect nu depinde decunoştinţele; persoana va procesa contururile obiectelor în fiecare situaţie la fel, va vedea deficare dată contururi la fiecare obiect perceput).

9

Trebuie să mai facem o distincţie referitoare la procesările informaţiei care se va dovediutilă în cele ce urmează. Procesările informaţiilor de la palierele periferice ale sistemului cognitiv(dinspre analizatori: culoare, textură, contururi, mişcare, zgomote, etc.) spre cele centrale(semantice şi funcţionale: categoria din care face parte, semificaţia pe care o are şi funcţia pecare o îndeplineşte pentru subiectul în cauză, etc.) se numesc analiză ascendentă (bottom-upanalysis, data-driven processing).

Procesările pe baza informaţiilor deja deţinute de sistem se numesc analiză descendentă(top-down analysis, knowledge driven processing). Ex.: trăsăturile feţei umane sunt mai uşorrecunoscute dacă sunt plasate în contextul unei figuri umane. Şi un alt exemplu: când citim,procesăm mai întâi de jos în sus, forma literelor, contururile lor, gruparea lor spaţială în cuvinte,apoi de sus în jos, descendent, pentru a înţelege ce vedem apelăm la cunoştinţele (la baza noastrăde cunoştinţe) de limba română.

Nivelul computaţional

Întreg sistemul cognitiv se confruntă cu anumite sarcini, probleme pe care trebuie să le rezolve.Una dintre metodele de analiză a sistemului cognitiv este analiza sarcinii de rezolvat, adicădescompunerea ei în componente şi specificarea ficărui mecanism cognitiv implicat în rezolvareaacelei componente. Stabilirea exhaustivă a procesărilor la care sunt supuse datele problemei(input-ul) pentru a obţine soluţia (output-ul) este pincipalul scop al sistemului cognitiv la nivelcomputaţional (Miclea, 2003, p. 30).

Exemplu: Analiza computaţională a sistemului vizual: pe retină se proiectează o imaginebidimensională a obiectelor tridimensionale. Dar această imagine, proiecţie, poate aparţine unuinumăr infinit de obiecte tridimensionale. Sarcina sistemului este de a afla care obiecttridimensional a generat acea imagine bidimensională. La nivel computaţional se identifică cemecanisme cognitive permit subiectului să recunoască obiectul tridimensional (output-ul) ce aprodus imaginea bidimensională, formată dintr-o mulţime de pixeli (input-ul). Această procesarese bazează de calculul adâncimii folosind diparitatea binoculară.

Sunt două tipuri de prelucrări: modulare (nu pot fi influenţate de cunoştinţele subiectului; ex.procesarea primară a informaţiei vizuale), non-modulare (sunt influenţate de ceea ce ştiesubiectul; ex. recunoaşterea obiectelor).

Nivelul algoritmic-reprezentaţional

Analiza algoritmului care realizează funcţia input-output şi a modalităţilor în care suntreprezentate input-ul şi outputul poartă numele de nivel algoritmic-reprezentaţional.

Algoritmul: o secvenţă de calcule pe baza căreia, printr-un număr finit de paşi din datele deintrare, se obţin datele de ieşire.

Reprezentarea: modul de codare a input-ului (semantic, imagistic, serial, prin valori de activare,etc.). Un anumit tip de reprezentare poate favoriza un anumit algoritm.

Nivelul implementaţional

10

Acesta este baza fizică a sistemului care realizează toate procesările sistemului. Putem analizasistemul cognitiv şi din punctul de vedere a ceea ce se întâmplă la nivel fizic sau biochimic cândau loc anumite operaţii. Mai este numit şi nivelul hardware.

Aplicaţii:

1. Explicaţi care sunt diferenţele dintre nivelurile de analiză ale unui sistem cognitiv.

2. Explicaţi ce este „proprietatea de calcul”.

3. Explicaţi care este diferenţa dintre simbolic şi subsimbolic .

4. Ce este o reprezentare ?

5. Explicaţi ce înseamnă „cognitiv-penetrabil” şi „cognitiv impenetrabil” şi ce importanţă auele pentru un sistem cognitiv?

11

Paradigmele psihologiei cognitive. Paradigma clasică simbolică şiparadigma neoconexionistă

Curs 3

În psihologia cognitivă există astăzi două modele de explicare şi de raportare la sistemulcognitiv, numite paradigme (modelări): paradigma simbolică, numită şi clasică saucomputaţională, şi paradigma (neo)conexionistă.

Paradigma simbolică, clasică sau computaţională

În funcţie de tipul reprezentărilor şi de modalităţile de tratare ale acestora putem identifica douăparadigme în care se discută despre sistemul cognitiv: paradigma clasic-simbolică şi paradigmaneoconexionistă.

Paradigma clasică simbolică a orientat dezvoltarea psihologiei cognitive, ca şi a ştiinţelorcognitive în general, fiind şi prima, din punct de vedere cronologic. Ea porneşte de la ideea cătoate cunoştinţele şi stările de lucruri sunt reprezentate în sistemul cognitiv prin simboluri saustructuri simbolice.

Simbolurile sunt reprezentări care denotă obiecte sau stări de lucruri şi se supun unor reguli decombinare, au o “gramatică”, care nu mai ţine seama de cunoştinţele sau propoziţiile a cărorsimbolizare sunt. De exemplu, pq (p implică q sau dacă p, atunci q). La origine a fost o situaţiereală de cauzalitate pe care copilul a observat-o în realitate, daca aprindem becul, atunci se facelumină. Sistemul reprezintă sau simbolizează acest fapt în limbajul său propriu, să zicem căbecul este p şi q este lumina (în cameră), iar implicaţia, care este o relaţie şi nu are sens fărătermenii săi, este reprezentată prin săgeată. Dar dacă observăm, termenii pot fi înlocuiţi cu oinfinitate de obiecte şi relaţia se păstrează. Aşa că această relaţie este transferabilă la o infinitatede situaţii. De mici, copiii pot extrapola această relaţie, imediat ce au „prins” înţelesul. Prinurmare, această teorie poate explica cum funcţionează mintea umană, ca structură simbolică şifuncţională. Abstractizarea şi raţiunea (procese psihice de înalt nivel) pot fi explicare camanipulare de simboluri.

Pentru a putea opera cu cunoştinţele, calculatorul, ca şi creierul, trebuie ca mai întâi să le codezeîn structuri simbolice. Newell şi Simon spun că sistemul cognitiv uman, cât şi calculatorul, suntsisteme fizico-simbolice. Fizice, deoarece sunt instanţiate neurobiologic, şi simbolice deoarece,pentru a putea opera cu informaţia, sistemul o reprezintă în forma unor simboluri sau expresiisimbolice care se agregă după nişte reguli sau funcţii.

Apariţia aceste teorii a fost susţinută de succesele înregistrate de formalizarea logicii, deapariţia gramaticilor generative şi a lingvisticii teoretice care au dus la ideea că sistemul psihicuman este un sistem de manipulare a simbolurilor.

Aplicarea paradigmei simbolice clasice a fost susţinută, în special, la explicareaproceselor cognitive centrale şi în primul rând la rezolvarea de probleme (stare iniţială, starefinală şi blocul de operatori, care premite trecerea de la starea iniţială la cea finală).

12

Cercetătorii care operează în această paradigmă urmăresc să creeze programe pecalculator care să mimeze sau să simuleze aspecte ale funcţionării cognitive umane pentru aînţelege cogniţia umană. Aceasta se numeşte computational modelling. Spre deosebire de ştiinţacomputaţională cognitivă, inteligenţa artificială implică construrirea de sisteme care producrezultate (răspunsuri) inteligente, dar procesul implicat în tratarea de informaţie poate să fiefoarte diferit de cel folosit de oameni (vezi definiţia sistemului inteligent al lui A.Turing).

Începând cu acest model de explicare a sistemului cognitiv, putem vorbi despre metaforacomputerului cu privire la explicarea sistemului cognitiv uman.

Ea se numeşte “clasică” deoarece foloseşte idei dezvoltate în lucrările unor filosofi cum ar fiLeibniz, Descartes (raţionalismul continental) sau Hobbes, Locke, Hume (empirismul englez).

Arhitecturile cognitive (AC)

În cadrul realizării unei arhitecturi cognitive accentul cade pe intracţiunea dintre structuri.

Termenul de AC este împrumutat din inteligenţa artificială.

OBS. Termenul de inteligenţă artificială (eng. artificial intelligence) desemnează acea parte atehnologiei informaţiei care se ocupă cu realizarea de structuri cognitive inteligente care nu auobligatoriu structură şi asemănare cu cele umane. Modelarea pe calculator (eng. computermodelling) este implementarea pe calculator a funcţiilor şi structurilor cognitive specific umane,pentru o mai bună înţelegere a lor.

AC sunt totalitatea mecanismelor, cognitiv impenetrabile (vezi Pylyshyn, 1984, 1990) necesare şisuficiente pentru realizarea unui comportament inteligent.

Sunt aspecte ale sistemului cogitiv care rămân în cea mai mare parte invariabile de la un subiectla altul, la tipuri de sarcini şi în timp.

La baza lor stau sistemele de producere şi regulile de producere (production systems andproduction rules): condiţionali şi sisteme de condiţionali de tipul „dacă...atunci”.

Newell şi Simon (1972) au fost primii care au relevat valoarea sistemelor de producere înrezolvarea de probleme.

Modelul ACT-R (Adaptative Control of Thought - Rational), pe care îl propunem în contiuarepentru analiză, este dezvoltat de J.R. Anderson între anii 1993 to 2008. Site-ul oficial: http://act-r.psy.cmu.edu/.

Este de inspiraţie computaţională şi dezvoltă un model general al funcţionării cognitive umane şia rezolvării de probleme, în special.

Asumpţiile (presupoziţiile) majore ale teoriei ACT-R sunt:

1. Sistemul cognitiv are şase module care funcţionează relativ independent unul de celelalte.

2. Patru sunt importante pentru cogniţie şi pentru rezolvarea de probleme:

13

- modulul de recuperare: conţine indiciile sau cheile de accesare a informaţiilor. Este localizat încortexul prefrontal inferior ventrolateral.

- modulul imagistic: transformă problema în reprezentare vizuală. Este situat în cortexul parietalposterior.

- Modulul scopului: urmăreşte intenţiile unui subiect şi controlează procesarea informaţiilor. Estelocalizat în cortexul cingulat anterior.

- Modulul procedural: utilizează regulile de producere, daca...atunci, pentru a determina care vafi următoarea acţiune întreprinsă. Se află în ganglionii bazali, în capătul nucleului caudal.

- Celelalte module sunt: modulul motor şi modulul vizual.

3. ariile cerebrale corespunzătoare celor patru module sunt activate în general de sarcinicomplexe, cu toate că fiecare este activată de factori realativi diferiţi.

4. fiecare modul are un buffer asociat lui, care conţine o cantitate limitată de informaţie.

5. cunoaşterea umană poate fi redusă la două tipuri de reprezentări: declarative şi procedurale.

Această arhitectură, implementată pe calculator, poate rula pe oricare calculator, adică poaterezolva probleme, dacă se descarcă codul-sursă şi calculatorul deţine limbajul Common Lisp.

Exemple de alte arhitecturi:

- 4CAPS, dezvoltat la Carnegie Mellon University sub coordonarea lui Marcel A. Just- ACT-R, dezvoltat de Carnegie Mellon University sub coordonarea lui John R. Anderson.- Apex dezvoltat de Michael Freed la NASA Ames Research Center.- CHREST, dezvoltat de Fernand Gobet la Brunel University şi de Peter C. Lane

la University of Hertfordshire.- CLARION the cognitive architecture, dezvoltat de Ron Sun la Rensselaer Polytechnic

Institute şi la University of Missouri.- Copycat, al lui Douglas Hofstadter şi Melanie Mitchell la Indiana University.- DUAL, dezvoltat de New Bulgarian University sub coordonarea lui Boicho Kokinov.- EPIC, dezvoltat de David E. Kieras and David E. Meyer la University of Michigan.- FORR dezvoltat de Susan L. Epstein la The City University of New York.- GAIuS dezvoltat de Sevak Avakians.- CoJACK o arhitectură inspirată de ACT-R, JACK, un multi-sistem care adaugă o

arhitectură cognitivă pentru a simula în mediul virtual comportamente asemănătoare cucele umane.

- PreAct, dezvoltat de Dr. Norm Geddes la ASI.- PRODIGY, al lui Veloso et al.- PRS 'Procedural Reasoning System', dezvoltat de Michael Georgeff şi Amy

Lansky la SRI International.- Psi-Theory dezvoltat de Dietrich Dörner la Otto-Friedrich

University în Bamberg, Germany.- R-CAST, dezvoltat de Pennsylvania State University.

14

- Soar, dezvoltat de Allen Newell and John Laird la Carnegie Mellon University şi lathe University of Michigan.

- Society of mind and şi succesoarea sa Emotion machine dezvoltate de Marvin Minsky.- Subsumption architectures, dezvoltate de Rodney Brooks (încă se dezbate dacă sunt

totuşi cognitive).

Paradigma (neo)conexionistă

Este cunoscută şi sub numele de paradigma procesărilor paralele distribuite sau demodelarea neuromimetică.

Porneşte de la ideea că activitatea cognitivă poate fi explicată pe baza unor modele deinspiraţie neuronală. Un sistem cognitiv este format dintr-o reţea de neuroni formali(simplificaţi).

Primele încercări de a pune în aplicare această idee au fost făcute în 1943 de Pitts siMcCullogh. Rosenblatt (1958) a construit pe baza cercetărilor celor doi o reţea neuromimetică cudouă niveluri numită perceptron.

În urma cercetărilor lui Minsky şi Papert (1969) care demonstrau incapacitatea reţelelorde tip perceptron de a calcula funcţii logice simple: “ca”, “de exemplu”, “sau” (exclusiv),dezvoltarea în această direcţie a fost abandonată.

În anii ’80 însă, McClelland şi Rumelhart publică lucrarea Parellel DistributedProcessing: Exploration in the Microstructure of Cognition (1986) şi volumul 2, Psychologicaland Biological Models (1987). După această dată, renaşte conexionismul în forma pe care ocunoaştem astăzi, numită neoconexionism.

Spre deosebire de paradigma simbolică (ce considera cunoaşterea ca o manipulare desimboluri), conexionismul susţine că reprezentarea informaţiei în sistemul cognitiv este constă înactivarea unor unităţi simple (neuromimi) pe baza unor patternuri şi valori de activare.

Prin urmare, sistemul cognitiv este o reţea (neuromimetică, adică imită reţeaua neuronală) în careinformaţia circulă între unităţile de procesare nu sub formă de mesaje, ci sub formă de valori deactivare; sub formă de scalari, nu de simboluri (D.A. Norman, 1986).

Reţelele neuromimetice

Neoconexionismul susţine o modelare a procesării la nivelul algoritmic-reprezentaţional (a sevedea cursul despre nivelurile de analiză ale sistemului cognitiv) printr-o reţea neuromimetică.

Informaţia este reprezentată la nivelul sistemului cognitiv uman prin valori şi patternuri deactivare ale unor unităţi (neuromimi).

O reţea neuromimetică este formată din:

1. o mulţime de unităţi;

15

2. o stare de activare;

3. o regulă de activare;

4. o funcţie output;

5. un pattern de conexiuni între aceste unităţi;

6. reguli de învăţare;

7. un mediu (o ambianţă) în care operează reţeaua.

Să le luăm pe rând pentru a le explica.

Unităţile

Se numesc unităţi cognitive, neuroni formali sau noduri. Unităţile au caracteristiciasemănătoare cu ale neuronilor: valoarea de activare şi asocierea într-o reţea. Valoarea deactivare este notată printr-o cifră cuprinsă în intervalul -1, +1.

Într-o reţea sunt unităţi de input (receptează şi convertesc în valori de activare semnaleleexterne) şi unităţi de output (care transmit în mediu răspunsul reţelei). Acestea sunt unităţivizibile pentru că pot fi accesate direct din mediul reţelei.

Între unităţile vizibile de input şi de output sunt interpuse unităţi care nu pot fi accesatedecât prin intermediul acestora. Acestea se numesc unităţi ascunse.

Dacă o reţea este formată din unităţi vizibile (de input şi de output), atunci ea se numeştebinivelară. Dacă este formată atât din unităţi vizibile, cât şi din unităţi ascunse, reţeaua senumeşte multinivelară.

Neuromimii nu sunt interpretabili semantic, adică nu semnifică lucruri, concepte, fapte(aşa cum era în cazul simbolurilor). Spunem că reţelele neuromimetice sunt semantic-opace. Lafel se întâmplă şi cu creierul, un neuron nu deţine un concept sau un obiect sau o stare. Reţeauade neuroni cu totul poate deţine aşa ceva sau poate procesa un concept, o stare sau identifica unobiect, de aici şi sintagma procesări paralel-distribuite. Reţeaua procesează, nu doar un singurneuron / neuromim.

Dacă o atribuire a semnificaţiei este totuşi făcută (artificial, de către creatorul reţelei),putem distinge două tipuri de reţele:

1. Localizaţionaliste, se consideră că fiecare unitate este un concept. Aceasta este însă, ointerpretare exterioară, ea nu este regăsită implicit în reţea.

2. Distributive, informaţia este distribuită pe interacţiunile dintre unităţi (de exemplu, unconcept sau o propoziţie nu sunt reprezentate de o singură unitate, ci de patternul de conexiunidintre mai multe unităţi ale reţelei). În acest caz, unităţile sunt neinterpretabile semantic.

Stările de activare

16

Acestea sunt valori care definesc starea unei unităţi la un moment dat. Sunt notatenumeric, de la -1 la +1 (şi nu numai, pot fi alese şi alte intervale), astfel că o reţea conexionistăeste o matrice de valori de activare (0.2, 0, 0,5).

Fiecare unitate are un rest de activare ca rezultat al stimulărilor trecute (întocmai ca unneuron). Acest rest de activare face ca o reţea neuomimetică să aibă ca o caracteristică intrinsecăun potenţial de urmă (întocmai ca o reţea neuronală), care face ca o unitate (un neuron) sărăspundă mai rapid în cazul în care îi este solicitat un răspuns identic cu cel dintr-o fazăanterioară.

Rata descreşterii stării de activare se numeşte rata degradării (decay rate), fiind o altăcaracteristică intrinsecă a unei reţele neuromimetice, similară cu o reţea neuronală.

Regula de activare

Este o funcţie care stabileşte modul în care se modifică valoarea de activare a unităţilor dintr-oreţea. Modificarea valorii se face pe baza netinputului. Acesta este suma ponderată a valorilorde activare recepţionate. Procesul este similar cu cel petrecut în reţelele neuronale.

Funcţia output

Stabileşte relaţia dintre valoarea de activare a unei unităţi şi outputul pe care ea îl transmite altorunităţi. În cazul unei reţele conexioniste un programator poate stabili un prag al stării de activaresub care valoarea outputului este zero, iar deasupra acestui prag outputul este egal cu valoarea deactivare. Găsim şi în acest caz similarităţi cu reţeaua neuronală.

Conexiunile

Nodurile, unităţile unei reţele sunt legate prin conexiuni. Când conexiunile sunt orientate într-osingură direcţie de la unităţile input spre unităţile output, reţeaua este unidimensională (feed-forward network). Dacă conexiunile sunt reciproce, reţeaua este interactivă.

Conexiunile, la fel ca în cazul cerierului, sunt excitative şi inhibitive.

Ele sunt excitative când ponderea este pozitivă 0<Wi,j<1, unde W este ponderea, iar i şi j suntdouă unităţi oarecare.

Conexiunile sunt inhibitive dacă ponderea este negativă.

Conexiunile sunt elemente importante ale reţelei conexioniste deoarece o unitate reprezintă cevapentru reţea în funcţie de conexiunile pe care le are. Acestea îi oferă valoarea de activare.

Regulile de învăţare

Sunt algoritmi sau ecuaţii care guvernează ponderea conexiunilor dintr-o reţea. Modificareatăriei conexiunilor se face în funcţie de regulile de învăţare. Regulile de învăţare sunt similareregulilor de manipulare a simbolurilor din paradigma clasică.

Menţionăm trei reguli de învăţare:

17

Regula lui Hebb

Ponderea unei conexiuni creşte dacă unităţile au o stare de activare de acelaşi semn (ambelepozitive sau ambele negative) şi scade dacă se află în stări de activare opuse.

Ponderea conexiunii dintre două unităţi se modifică în funcţie de produsul valorilor de activare.Proporţia cu care se va modifica ponderea conexiunii este modulată de rata învăţării (aceastaeste stabilită de creatorul reţelei).

Prin urmare, avem relaţia:

Wu,i= lr · au · ai

Adică ponderea conexiunii de la unitatea i la unitatea u depinde de rata învăţării (lr) înmulţită cuvaloarea de activare a unităţilor u şi i.

Regula delta (Widrow-Hoff)

Această regulă utilizează discrepanţa între outputul dezirabil (du) şi outputul actual (au).

Cu alte cuvinte, ponderea unei conexiuni se modifică cu atât mai mult cu cât eroarea (diferenţa)dintre outputul dezirabil şi outputul actual este mai mare.

Wu,i= lr(du – au)ai

Dacă du = au ponderea conexiunilor rămâne neschimbată. Înseamnă că reţeaua a dat răspunsuldorit.

Regula retropropagării erorii (delta generalizată)

Este o extindere a regulii delta la reţelele multinivelare. Eroarea dintre du şi au se propagă inversde la unităţile output spre unităţile ascunse şi spre unităţile de input.

Mai întâi se calculează ponderea pe care două unităţi au avut-o în propagarea erorii pe bazaregulii delta, apoi se modifică tăria legăturii dintre ele după contribuţia pe care au avut-o laapariţia erorii.

Wu,h= lr delta au ah

Mediul sau ambianţa reţelei

Orice reţea conexionistă (ca şi orice reţea neuronală) este în legătură cu structuri mai generale,pot fi şi alte reţele, care o influenţează şi creează mediul reţelei.

Influenţa mediului apare într-un model conexionist sub forma unor biaşi (bias), adică a unorinputuri cu valori fixe şi independenţi de activitatea reţelei (de exemplu, gravitaţia, temeraturadin încăpere, umiditatea, calitatea materialelor din care este construită, etc).

Concluzii:

18

Nu alegem, când explicăm cum funcţionează un sistem cognitiv, între una dintre paradigme.

Paradigma clasică ne oferă un model de funcţionare a unei reţele când vorbim despre procesareala un nivel complex, central. Paradigma conexionistă ne oferă un model când vorbim deprocesări la un nivel periferic.

Aplicaţii:

1. Redactaţi un eseu în care să comparaţi cele două paradigme din psihologia cognitivă.

2. Subliniaţi punctele slabe şi punctele tari ale fiecărei paradigme.

19

Prelucrarea informaţiei vizualeCurs 4

Începem prin a spune că aproape 50% din suprafaţa neocortexului este implicată înprelucrarea informaţiei vizuale. Prin urmare, majoritatea informaţiilor pe care le avem despremediul extern sunt de natură vizuală. Aceasta arată importanţa pe care procesarea informaţieivizuale în cadrul oricărei analize a sistemului cognitiv.

Modele dezvoltate în psihologia cognitivă pentru a explica acest tip de procesare trebuiesă aibă atât plauzibilitate neuronală, cât şi eficienţă în implementarea lor în reţele non-umane.

Neurobiologia procesării vizuale

Numim un fenomen ca fiind vizibil atunci când emite unde electromagnetice cu lungimide undă între 440 şi 810 milimicroni şi care provoacă o activitate fotochimică la nivelulreceptorilor.

Lumina străbate mediile transparente ale ochiului şi ajunge la retină, care are cincistraturi celulare: receptori (celule cu conuri şi bastonaşe), celule orizontale, celule bipolare,celule amacrine şi ganglioni (aceştia se prelungesc în axoni care formează nervii optici).

Retina are o structură laticeală (de reţea), celulele nervoase sunt conectate pe orizontalăde celule amacrine şi celulele orizontale, iar receptorii sunt conectaţi pe verticală de celulelebipolare, ganglionare şi de nervii optici.

Fig. 1. Structura retinei (sursa www.wikipedia.com)

20

Această structură arată că nu se vizează procesarea întregii informaţii vizuale, ci doar acelei semnificative. Se face o diferenţere şi o procesare segregată încă de la nivelul periferic alsistemului vizual.

Pe ansamblu, unei celule ganglionare îi revin 120-130 de receptori.

Informaţia este trimisă către nucleii geniculaţi laterali din talamus, apoi către cortexul vizual(striat) unde este analizată şi se produce recunoaşterea obiectului.

Câmp receptor, celulele on-off şi off-on

Zona de pe suprafaţa retinei care modifică activitatea celulei nervoase se numeşte câmpreceptor. Aceasta se întâmplă deoarece unui ganglion îi corespund mai mulţi receptori şi el nu seactiveză la stimularea unui singur punct de pe retină, ci la stimularea unei arii.

Este o noţiune funcţională, nu una biologică, adică nu există o formaţiune neuronală care săreprezinte câmpul receptor, aşa cum este retina, spre exemplu.

Celulele on-off sunt acelea care intensifică rata descărcărilor electrice (frecvenţapotenţialelor de acţiune) dacă stimulul luminos cade în centrul câmpului receptor şi scadeactivitatea celulei nervoase, dacă stimulul se află la periferia câmpului receptor.

În contrapartidă, celulele off-on au activitate maximă dacă în centrul câmpului lor vizual este unpunct negru înconjurat de fascicule luminoase (de lumină).

Activitatea celor două tipuri de celule este insensibilă la stimularea uniformă a câmpuluireceptor datorită inhibiţiei laterale. Existenţa acestor tipuri de celule, care îşi au sediul în corpiigeniculaţi laterali, poate fi probată prin teste neurofiziologice, cât şi prin metode psihofizice, cumar fi grilajul Hermann-Hering.

Fig. 2 Grilajul lui Hermann (1870). Privirea grilajului produce iluzia unor pete cenuşii la intersecţiacanalelor albe situate între careurile negre.

21

Detectorii de trăsături

Hubel şi Wiesel, doi autori care au făcut experimente privind procesarea vizuală, descriu treitipuri de detectori de trăsături - features detectors (Hubel şi Wiesel, 1959): celule simple, celulecomplexe şi celule hipercomplexe.

Celulele simple detectează contururi, fante luminoase sau linii. Ele sunt hiperspecializate, încâtrecţionează decât la un singur tip de stimul (contururi, fante, linii). O singură celulă simplăînsumează activitatea mai multor celule on-off şi off-on din nucleii geniculaţi.

Celulele simple sunt organizate somatotropic, adică o anumită regiune din cortexul vizualprocesează informaţia dintr-o anumită zonă a câmpului vizual, ignorând stimulii dintr-o altălocaţie.

Celulele complexe: se află în ariile striate şi parastriate şi prelucrează informaţii cu un nivel maimare de generalitate. Ele răspund la aceeaşi categorie de stimuli indiferent de zona în care se aflăîn câmpul vizual. Decodifică şi stimulii în mişcare.

Celulele hipercomplexe: sunt de două tipuri. Primul tip detectează stimuli identici cu ceidecodificaţi de celulele complexe, dar care au o anumită dimensiune. Al doilea tip detecteazăunghiuri. Acest tip este foarte selectiv, unele celule detectează doar unghiuri drepte, altele doarunghiuri ascuţite, etc.

Unele cercetări sugerează că ar exista celule hipercomplexe care detectează chiar şi forme degenul triunghiului, mâinii sau chiar feţei.

Este improbabil ca forme complexe precum feţele să fie detectate de o singură celulă. În cazul încare aceasta moare, dispare şi posibilitatea de a detecta anumite obiecte precum mâinile, feţelecunoscuţilor?

Hubel şi Wiesel sugerează o organizare ierarhică a celor trei tipuri de celule, dar nu oferă destuleinformaţii despre această aranjare ierarhică. Nu este exclus, însă ca toate cele trei tipuri de celulesă funcţioneze în acelaşi timp şi nu transmiţându-şi unele altora informaţiile în trepte.

Procesarea informaţiei vizuale

Ne vom afla la nivelul computaţional, adică vom încerca să explicăm prin modele logico-matematice cum un input specific este calculat pentru a oferi un output specific.

Cu alte cuvinte, există o multitudine de algoritmi care să calculeze o funcţie şi o multitudine desisteme fizice (de harduri) capabile să implementeze un algoritm.

Astfel, teoriile computaţionale care explică analiza vizuală a informaţiei sunt abstracte şiformalizate, ceea ce pare nenatural pentru psihologii tradiţionalişti.

La nivel computaţional se descriu două niveluri ale procesării: procesarea primară şi procesareasecundară a informaţiei.

22

Procesarea primară cuprinde prelucrări pre-atenţionale cu o durată de aproximativ 200milisecunde. Au ca scop reprezentarea în sistemul cognitiv a caracteristicilor fizice ale stimului.

Aflăm unde este stimulul, dar nu şi ce este. Avem mecanismele de detectare a contururilor, atexturii, a mişcării, a culorii şi a dispunerii spaţiale.

Procesarea secundară vizează recunoaşterea obiectelor. Are ca input rezultatele procesăriiprimare şi ca output imaginea tridimensională a unui obiect identificat.

David Marr (1982) oferă schema generală a procesării informaţiei vizuale. Stimulii vizuali sunttranspuşi într-o schiţă primară, care este supusă unui tratament modular prin care se stabileşte:

poziţia şi forma

textura

culoarea

distanţa şi adâncimea

dacă este în mişcare şi cum.

Fig. 3 Schema generală a procesării informaţiei vizuale (David Marr,1982)

În urma acestor procesări modulare realizate în paralel, se produce o imagine intermediarănumită şi 2½D (ca să sugereze intermediaritatea ei între imaginea bidimensională de pe retină şiimaginea tridimensioanală).

23

După procesarea 2½ D şi pe baza inputului ei se realizează procesarea secundară, imaginea 3D şirecunoaşterea obiectului, procesarea secundară.

Procesării primare îi corespunde decât primele două niveluri (schema primară şi imaginea 2½D),iar imaginea 3D şi recunoaşterea aparţin procesării secundare.

Caracteristici ale procesărilor primare

1. Sunt organizate pe module, care funcţionează în paralel, sunt nepentrabile cognitiv şi non-inferenţiale (nu se pot descompune în secvenţe sau paşi din care putem vedea cum este tratatăinformaţia).

2. Sunt independente de natura stimulului. Vor procesa la fel indiferent ce procesează.

3. Au un caracter irepresibil, automat (deschidem ochii şi vedem, fie ca vrem fie că nu vrem;auzim sunetele fie că vrem, fie că nu vrem).

4. Depind de nişte asumpţii despre realitate (asumpţia rigidităţii – prespunem că nu trăim într-ununivers pulsatoriu, asumpţia unicităţii – presupunem că nu trăim într-un univers transparent,astfel că unui punct de pe retină îi corespunde un singur punct din realitate, asumpţiacontinuităţii – presupunem că un punct din vecinătatea unui alt punct analizat are aceleaşicaracteristici cu punctul analizat). Nu este foarte clar demonstrat dacă aceste asumpţii suntprecablate (înnăscute) în sistemul cognitiv sau sunt învăţate.

Sistemul vizual face o reconstrucţie a stimulului proiectat pe retină printr-un set de mecanismede tip modular, din care rezultă o imagine 2½D, o imagine intermediară, centrată pe subiect(adică depinde de poziţia în care se află subiectul în raport cu stimulul), pe baza căruia serealizează recunoaşterea obiectului şi imaginea 3D. Procesarea este de tip computaţional şi sepune problema validităţii sale ecologice (este ea în concordanţă cu ceea ce se întâmplă în cazulsubiecţilor umani?).

Recunoaşterea obiectelor. Procesarea secundară

În explicarea recunoaşterii obiectelor sunt implicate o serie de teorii numite teoriilerecunoaşterii de patternuri (structuri).

1. Teoria şabloanelor (template): în memoria de lungă durată sunt stocate şabloane ale unorstructuri, tipare care sunt “potrivite” cu inputul vizual. Sunt implicate mai multe template-uri.Se realizează o reprezentare a trăsăturilor standard ale template-ului înainte de a căuta unanume template.

2. Teoria prototipurilor: se desfăşoară un proces de comparare şi de “potrivire” întreinputul vizual şi reprezentantul mintal al unei clase de obiecte. Dacă obiectul nu esterecunoscut, atunci se trece la compararea cu un alt prototip.

3. Teoria analizei de trăsături: trăsăturile cheie ale unui obiect sunt comparate cuinformaţia deţinută deja în memorie (identificarea literei Z se face mult mai repede dacă este

24

într-o serie cu litere cu trăsături rotunde, cu care să nu împărtăşească prea multe trăsăturicomune).

Reprezentanţi ai acestor teorii:

1. O.G. Selfridge (1959). El susţine că în recunoaşterea obiectelor sunt implicate patru stadii,organizate ierarhic, de recunoaştere a trăsăturilor (autorul foloseşte metafora demonilor).Obiectul este proiectat pe retină unde este procesat biologic – demonul imaginii (imagedemon). Trăsăturile acestei imagini sunt analizate şi comparate (liniile, unghiurile, etc.) dedemonii de trăsături (feature demons). Componenetele sunt apoi recunoscute şi se construiescstructuri cu sens (demonii cognitivi – cognitive demons).

În final, patternul este recunoscut ca urmare a procesului de “potrivire”, demonul decident(demonii cognitivi propuneau mai multe interpretări).

Această teorie se numeşte Pandemonium din cauza faptului că se presupune că “demonii”produc un mare haos în timp ce strigă unii la alţii, fiecare fiind inamicul celuilalt.

Este o teorie a analizei de trăsături.

Fig 4 Pandemonium (Selfridge). O reprezentare

2. I. Biederman (1987). Porneşte de la teoria computaţională a lui Marr şi presupune că sunt36 de părţi, de volume primitive, din care sunt compuse obiectele. Acestea se numesc geoni(geons – geometrical ions).

Fig 5 Modele de geoni

25

Fig 6 Modele de obiecte formate din geoni

Segmentarea obiectelor se face în zonele de concavitate. Trebuie să fie identificareproprietăţile invariante, adică dacă muchiile sunt drepte, convergente, paralele, simetrice saucurbe. Apoi acestea sunt comparate cu tiparele (template-urile) aflate în memorie. Aceastaînseamnă că obiectul poate fi recunoscut şi dacă nu este în totalitate văzut şi dacă este parţialreamintit.

Este denumită şi teoria recunoaşterii după componente (recognition by components).

26

Fig 7 Stadiile recunoaşterii obiectelor pe baza componentelor (după Miclea, 2003)

3. Modelarea conexionistă a recunoaşterii obiectelor (McClelland şi Rumelhart, 1981).Recunoaşterea obiectelor poate fi implementată atât pe reţele binevelare, cât şi pe reţelemultinivelare. Calculul netimputului se face, însă diferit. O reţea conexionistă leagă patternulvizual de numele obiectului, care este codat în sistemul verbal. O reţea va recunoaşte unobiect atunci când produce numele obiectului în momentul când detectează componentelecorespunzătoare acelui obiect.

Procesarea se face folosind comparaţia între outputul dezirabil şi outputul actual, trecând priniteraţii sau epoci succesive până la obţinerea outputului dezirabil.

4. Teorii ale recunoaşterii feţelor (V. Bruce şi A. Young, 1986). Cei doi autori Bruce şiYoung sunt cei care deschid cercetările pentru recunoaşterea acestui tip de obiecte. Modelulsusţinut de ei implică opt componente: o descriere iniţială (codarea structurală), analizaexpresiei, analiza felului de a vorbi, procesarea selectivă a informaţiilor (procesareadirecţionată), construirea informaţiilor despre feţe, identificarea de puncte nodale aleinformaţiei despre persoana în cauză, asocierea cu numele persoanei, adăugarea oricăreiinformaţii relevante.

Alături de întrebările de cercetare care vizează funcţionarea mecanismului recunoaşterii ca atare,o altă sumă de întrebări vizează stabililirea componentelor înnăscute şi a celor dobândite înprocesarea feţelor. Alte întrebări vizează modul în care sunt procesate feţele, analitic (pecomponente) sau holistic (ca întreg).

Eysenck şi Keane (2000) sugerează că avem abordări diferite în funcţie de familiaritatea feţeide procesat. În recunoaşterea feţelor familiare sunt implicate codarea structurală, informaţiilepersonale şi numele, iar în recunoaştera feţelor nefamiliare sunt implicate codarea, analizaexpresiei şi a vorbirii şi procesarea direcţionată, selectivă.

27

Aplicaţii:

1. Ce sunt celulele on-off şi celulele off-on?

2. Ce înseamnă procesare primară a informaţiei şi care este importanţa acesteia pentrucogniţia vizuală?

3. Alegeţi o teorie a recunoaşterii obiectelor şi arătaţi care sunt punctele slabe ale aceleiteorii.

28

Mecanismul atenţieiCursul 5

Utilitatea acestui mecanism psihic se dovedeşte dacă ne gândim că analizatorii suntasaltaţi de aproximativ 100.000 biţi de informaţie pe secundă, în timp ce capacitatea noastră deprocesare conştientă este de 25-100 biţi/secundă.

Se impune prelucrarea selectivă a informaţiei determinată de caracteristicile mediului şide caracteristicile sistemului cognitiv.

Selectivitatea atenţiei are două sensuri:

1. selecţia itemilor sunt prelucraţi şi izolarea lor de ce care nu sunt procesaţi;

2. selectivitatea procesărilor pentru aceeaşi categorie de itemi (unii sunt prelucraţi mai profunddecât alţii).

Prin urmare, atenţia este un mecanism de prelucrare selectivă a informaţiei.

Neurofiziologia atenţiei

Principala formaţiune implicată este sistemul reticulat. Acesta pregăteşte cortexul şi analizatoriipentru a răspunde la adecvat la stimuli.

Dacă este lezată formaţiunea reticulată, se produce coma, iar dacă este activată, atunci persoanaeste trezită (dacă doarme, spre exemplu).

Pe baza sistemului reticulat activator ascendent, formaţiunea reticulată activează cortexul, iaracesta prin acţionare descendentă poate excita sau inhiba activitatea formaţiunii reticulate.Substanţa reticulată se află în trunchiul cerebral, aceasta generând activitatea tonică a cortexului,în timp ce proiecţia sa din talamus declanşează o reacţie fazică implicată în comutarea şiconcentrarea atenţiei.

Atenţia este un mecanism psihic distribuit, adică este realizat de mai multe componenteneurale, şi anume: cortexul cingulat anterior (detecţia stimulului), cortexul cingulat posterior şiformaţiunea reticulată din creierul mijlociu (urmărirea stimulului, comutarea atenţiei).

Cercetările de patologie neuronală au arătat faptul că procesarea primară nu esteatenţională şi nici realizarea imaginii 3D nu este afectată de diferitele leziuni ale ariilorresponsabile de realizarea mecanismului atenţiei.

Neurochimia atenţiei a pus în evidenţă rolul pe care îl au neurotransmiţătorii,catecolaminele pentru activare şi monoaminooxidaza pentru inhibare (MAO).

De reţinut: nu atenţia selectează informaţia care urmează să fie prelucrată mai profund, cio serie de procesări ascendente (caracteristicile stimulului) şi descendente (valoarea adaptativă astimului şi relevanţa sa motivaţională).

Modelarea atenţiei. Modelul filtrajului timpuriu

29

A fost tropus de Broandbendt (1958). Acest model presupune că există un filtraj alinformaţiei încă de la nivelul senzorial (modelul „gâtului de sticlă), doar o mică parte dininformaţia care ne parvine este procesată, cea nerelevantă fiind oprită de un filtru care nu areniciun criteriu interpretativ.

Fig 8. Modelul filtrajului timpuriu, Broadbendt, 1958 (după Miclea, 2003)

Neajunsurile acestui model sunt:

1. MSD nu este un loc, ci este o stare de activare temporară a cunoştinţelor din MLD, cât şi unsistem de prelucrare conştinentă a informaţiei (a se vedea în continuare Modelul memoriei delucru a lui Baddely şi Hitch).

2. Nu explică comutarea atenţiei (a se vedea experimentele ascultării dihotomice şi situaţiile“petrecere cocktail”). Dacă acceptăm acest model nu putem explica cum ne comutăm atenţia pemesajul care ne interesează şi care nu era procesat senzorial, conform lui Broadbendt.

Cercetările au arătat însă, că filtrajul nu este senzorial, ci semantic, adică există ointerpretare a semnificaţiei informaţiei (experimentele de ascultare dihotomică ale lui Gray şiWedderburn, 1960). Subiecţii aveau un set de căşti, la urechea dreaptă începea mesajul „Soarelestrălucea ...” şi continua la urechea stângă „...într-o zi frumoasă de vară.” Când mesajul de laurechea dreaptă se termina acesta era înlocuit de silabe fără sens, la fel fiind şi la urechea stângăpână la momentul în care apărea cea de-a doua parte a mesajului. Subiecţilor li s-a spus să seconcentreze asupra mesajului de la o singură ureche, stânga sau dreapta. După experiment ei aureprodus întreg mesajul. Dacă filtrajul era senzorial, ei trebuiau să redea doar jumătate din el,jumătatea prezentată la urechea pe care îşi focalizau atenţia.

Se trage concluzia că, cel puţin parţial, mesajele sunt prelucrate semantic la nivel inconştient.

Modelul filtrajului târziu

Este propus de Norman în 1968.

30

Fig. 9. Modelul filtrajului târziu (Norman, 1968, apud Miclea, 2003, p. 116)

Atenţia este ca un spaţiu de lucru, ca suprafaţa unei mese, unde concură mai multeactivităţi neuropsihologice: stimulul este procesat senzorial, procesări nu foarte profunde, careactivează modelele stocate în memoria de lungă durată, iar output-ul acestor procesări suntcoroborate cu pertinenţa stimulului (valoarea adaptativă relativă pentru persoana în cauză)rezultând selecţia (supunerea stimului de către atenţie; a se vedea săgeata din josul figurii 7).Atenţia este în directă legătură cu evaluarea pertinenţei stimulului, aceasta explicând şi mutareaatenţiei de la un stimul nefolositor la altul cu o mai mare valoare adaptativă. Procesareasenzorială se realizează automat, stimulii din mediu declanşează detectorii de trăsături,recunoaşterea obiectelor se face cu ajutorul modelelor stocate în memoria de lungă durată caresunt activate temporar, formând memoria de scurtă durată (de lucru). Această activare estemenţinută datorită unor mecanisme de pertinenţă motivaţională, care reclamă alocare atenţională.

Mesajele procesate parţial sunt procesate la nivel subconştient tot semantic.

Acest model explică multe dintre fenomenele pe care modelul anterior nu putea să le explice(comutarea atenţiei pentru întregirea mesajului dihotomic), dar nu poate explica, de exemplu, dece nu putem reţine două mesaje diferite prezentate la aceeaşi ureche, la aceeaşi intensitate şifrecvenţă (dacă acest model ar fi în totalitate corect, nu ar trebui să avem probleme).

Modelul filtrelor atenuate

Este propus de Anne Treisman (1969, 1988). Este un model care hibridează cele douămodele anterioare şi susţine că filtrul nu funcţionează pe principiul totul sau nimic, ci atenueazăsemnalele, făcând selecţii succesive, la diferite niveluri de procesare. Procesarea stimulilor la unmoment dat se face în funcţie de disponibilitatea sistemului cognitiv din acel moment.

Dacă sarcina din acel moment nu consumă pronunţat resursele sistemului, atunci din ce înce mai mulţi stimuli din exterior pot intra sub procesare.

31

Dovezi de cercetare: intensitatea bioelectrică a procesării mesajului non-dominant dincreier este mai mică decât intensitatea mesajului dominant.

Dezavantajul acestui model: disoluţia noţiunii de filtru. Acesta devine multidimensional,adică întreg sistemul cognitiv acţionează ca un filtru.

Un model conexionist

Să presupunem că fiecare stimul pe care îl recepţionează un subiect este codat de unneuromim al unei reţele. Aceşti stimuli formează o reţea neuromimetică. La un moment dat, unstimul este activat fie datorită intensităţii sale, fie datorită relevanţei motivaţionale (esteimportant pentru rezolvarea unei probleme).

Dacă postulăm că legătura dintre neuromimi se face pe baza unui mecanism similarinhibiţiei laterale, atunci când o unitate este activată, celelate sunt inhibate.

Deci nici nu avem nevoie de postularea unor mecanisme de procesare atenţionale pentrua putea explica procesarea selectivă a unor stimuli, alegerea lor şi ignorarea altora.

Este vorba şi despre alocarea de resurse. Acestea sunt limitate în ceea ce priveşte sistemulcognitiv şi capacitatea sa de procesare. Prin urmare, sistemul trebuie să gestioneze energialimitată şi o face prin inhibiţie laterală.

Dovada: fenomenul interferenţei (deteriorarea performanţei când sunt se solicităprocesarea a două sarcini ce solicită aceleaşi mecanisme). Cu cât două unităţi se află într-o maimare proximitate, cu atât inhibiţia laterală este mai profundă. Ex.: putem vedea şi asculta latelevizor, dar nu putem asculta în acelaşi timp două radiouri.

Sunt trei cauze ale interferenţei:

1. similaritatea stimulilor/sarcinilor de procesare/răspunsurilor solicitate;

2. nivelul de automatizare scăzut (sarcinile automatizate sunt mai puţin predispuse interferenţei);

3. nivelul ridicat de complexitate al sarcinii, cu cât sarcina este mai complexă, cu atâtpredispoziţia la interferenţă este mai mare.

Inconştientul cognitiv

În acest punct trebuie să amintin de “Bombardamentul” subliminal, de experimentele dinanii ’50 (“Drink Coke” and “Eat Popcorn”). Între cadrele filmului care rula la cinematograf seinserau mesajele “Drink Coke” and “Eat Popcorn”. Mesajele fiind scurte ca durată în timp nuaveau suficientă energie să treacă în conştient. Aveau însă, suficientă energie pentru a fiprocesate subconştient. În pauze s-a constat creşterea vânzărilor la aceste produse cu 50%. Oaresuntem aşa de vulnerabili la mesajele subliminale?

Temerile sunt nejustificate. Cercetările ulterioare au demonstrat că ce mult se poate influenţaapariţia unui comportament general (sete, foame), dar nu un comportament specific, de acumpăra Coca-Cola sau popcorn (în anii ’50 doar Coca-Cola şi popcorn erau disponibile în

32

cinematografe). De exemplu, Vokey (1985, apud Miclea, 2003, p.125) le-a oferit subiecţilor maimulte tipuri de băuturi din care să aleagă şi nu a înregistrat o preferinţă pentru Coca-cola.

Cercetările non-psihanalitice asupra inconştientului încep din 1950 cu lucrările lui J. Brunner. Seevidenţiază rolul expectaţiilor, setului (informaţiilor predispozante, aşteptările subiecţilor),etichetelor verbale asupra percepţiei şi în general, rolul mesajelor supraliminale care anuleazăefectele celor subliminale.

Deşi se foloseşte o terminologie psihanalitică, inconştientul analizat în aceste cercetări estenepulsional.

Aplicaţiile cercetărilor şi modelărilor cognitiviste asupra inconştientului se reflectă în psihologiareclamei şi în psihoterapie.

Sunt două chestiuni controversate:

1. există o prelucrarea semantică subconştientă sau inconştientă a stimulilor subliminali?

2. procesările subconştiente au consecinţe comportamentale vizibile?

În explicarea acestor probleme sunt implicate conceptele de prag senzorial obiectiv şi pragsenzorial subiectiv.

Pragul senzorial obiectiv reprezintă intensitatea minimă a unui stimul, necesară pentru ca acestasă fie receptat de analizator; acest prag poate fi determinat cu metode obiective de măsurare.Pragul senzorial subiectiv reprezintă intensitatea minimă de la care subiectul poate conştientizaprezenţa stimulului, fără să poată încă oferi informaţii despre natura şi semnificaţia acestuia.Dacă echivalăm conştiinţa cu capacitatea subiectului de a alege răspunsuri în mod conştient,atunci ceea ce percepe subiectul în manieră subiectivă este o percepţie inconştientă. Aşadar,pragul senzorial subiectiv constituie un indice al percepţiei subliminale.

Dovezi experimentale: experimentele lui R. Fowler (1981). Pe display se prezenta cuvântulLODGE (adăpost) sub pragul senzorial subiectiv. Subiecţii alegeau apoi dintre BOOK (carte) şiHOTEL. Ei au ales HOTEL, cel mai apropiat ca înţeles de cuvântul prezentat, ceea ce rezultă căse procesează semantic, la nivel de înţeles, stimulul subliminal, dar nu se identifică exact ce este,prin urmare nici nu poate produce comportamente specifice, concrete.

Experimentele lui Vokey (1985): se prezină mesajul (destul de elaborat) “Jesus loves me, this Iknow!” (Iisus mă iubeşte, asta ştiu!) ca mesaj subliminal auditiv. Subiecţii au ales mai apoi lanivelul şansei (adică la nimereală, aproximativ câte 25% în fiecare categorie) între mesaj creştin,mesaj satanic, mesaj porno, mesaj publicitar.

Concluzia: Un mesaj subliminal decodificat semantic, poate cel mult influenţa o clasă decomportamente, dar nu poate induce un comportament specific.

O procesare semantică generică poate induce decât un comportament generic.

Efectele mesajelor subliminale pot fi anulate de unele procesări descendente, spre exempluexpectanţele subiectului sau procesarea concomitentă a unor mesaje supraliminale cu impact.

33

Aplicaţii:

Care sunt câştigurile explicării mecanismului atenţiei pe parcursul modelelor prezentate mai sus?

34

LimbajulCurs 6

I. Recunoaşterea limbajului

Literatura de specialitate şi cercetările desfăşurate în legătură cu acest subiect suntstrăbătute de o idee centrală, aceea că recunoaşterea cuvintelor are un dublu input: buttom-up şitop-down.

Aceasta înseamnă că recunoaşterea unui cuvânt este determinată de datele exterioare careformează efectiv cuvântul, sunetele sau literele, cât şi de conceptele stocate care creează uncontext lingvistic mental.

Identificarea unui cuvânt are următoarele caracteristici:

1. Procesare automată (adică un cuvânt este procesat fără o prea mare implicareconştientă). A se vedea efectul Stroop.

2. Primaritatea semantică. Dacă o propoziţie conţine cuvinte care adaugă un sens la unconext deja existent, atunci ele sunt mai repede recunoscute.

3. Primaritatea cuvântului asupra literei. Adică se identifică cuvântul, nu fiecare literă înparte, şi mai apoi cuvântul (ex.: PSIHOLGIE).

Elementele de prozodie contribuie şi ele la identificarea cuvintelor (intonaţia, accentul pus peanume cuvinte, topica, etc.).

Recunoaştere cuvintelor se face şi atunci când nu se recepţionează complet cuvântul sau întreagapropoziţie prin faptul că procesarea de tip top-down adaugă părţile lipsă pentru a obţine sensul,semnificaţia.

Baza neurofiziologică a producerii limbajului:

Înţelegerea vorbirii începe ca proces la nivelul sistemului auditiv. Regiunea din creierconsiderată cea mai importantă pentru înţelegerea vorbirii este aria WERNICKE. Această arieidentificată de Karl Wernicke la 1874 corespunzând porţiunii posterioare şi inferioare din lobultemporal stâng este implicată în înţelegerea şi elaborarea vorbirii - prin transformarea datelorperceptive în elemente de semnificaţie a cuvintelor (se produce afazia Wernicke atunci cândaceastă arie este afectată).

Aria BROCA (identificată de Paul Broca), localizată în lobul frontal stâng, esterăspunzătoare de procesul de articulare a cuvintelor, de elaborare a lor şi de înţelegere aconstructelor gramaticale. Regiunea în care a fost identificată aria Broca cuprinde formaţiunileneuronale care alcătuiesc cortexul motor primar, acesta controlând mişcările implicate în vorbire(emitere şi elaborare). Din această cauză, aria Broca conţine memoria segmentelor de mişcaremusculară, fiecare din aceste secvenţe fiind legată cu o secvenţă omoloagă auditivă din parteaposterioară a creierului.

Teorii care explică recunoaşterea cuvintelor:

35

1. Teoria motorie (Liberman, 1967): susţine că o persoană nu ar putea fi capabilă săperceapă limbajul dacă fiecare fonem ar corespunde unui sunet. Experimenteledesfăşurate de Orr, Friedman şi Williams în 1965 arată că un subiect poate urmăriaproximativ 400 de cuvinte/minut (în engleză), cu oarecare dificultate, dar poate înţelege.Aceasta înseamnă că aprox. 30 de foneme pe secundă sunt percepute şi decodificate. Dardin experimentele psihofiziologice auditive ale lui Miller şi Taylor (1948) aflăm că nici15 foneme/secundă (cantitate care nu este neobişnuită în vorbirea cotidiană) nu pot fipercepute prea clar, dacă fonemele ar fi un şir de evenimente acustice distincte. Aceastăteorie spune că ascultătorii „reproduc” (eng. mimic) mişcările necesare emiterii cuvintelorpe care vorbitorii le emit. În cercetările care au oferit dovezi acestei teorii s-a constatat căse produce o mişcare mai puternică a limbii şi o activare mai puternică a cortexului motorcare controlează mişcările limbii, la ascultători, când li se prezintă cuvântul „terra”, decâtîn cazul prezentării cuvântului „baffo” (Fadiga, Craighero, Buccino, Rizzolatti, 2002).Aceste cercetări nu demonsterază, însă o relaţie cauzală între percepţia limbajului şiactivarea cortexului motor, ci doar faptul că facilitează percepţia prin activare.Acest fapt este demonstrat de cercetările care arată că copiii de 6-8 luni, care nu au binedezvoltată articularea cuvintelor, se descurcă destul de bine la sarcinile de detecţie asilabelor.

2. Teoria (modelul) cohortelor (Marslen-Wilson şi Tyler, 1980): un cuvânt este recunoscutprin reducerea succesivă a numărului de posibil candidaţi pentru un cuvânt pe măsură cenoi foneme apar. Cu alte cuvinte, un cuvânt este recunoscut atunci când rămâne doar unsingur candidat dintre toate cuvintele posibile. Acesta este numit „punctul unicităţii”. Seproduce o procesate de tip bottom-up determinată de apariţia primelor foneme din cuvânt,etapă în care cuvântul nu este recunoscut prin care se deschide o intrare în sistemullexical. Aceasta procesare este continuată de una de tip top-down prin care multitudineade posibile cuvinte este comparată cu cuvântul original, auzit. Cuvintele pot firecunoscute mai devreme folosind contextul în care se află. Aşa că nu se poate stabili orelaţie mecanică între apariţia şi derularea cuvântului până la punctul unicităţii unde seproduce saltul la punctul recunoaşterii.

Varianta revizuită a acestei teorii spune că procesarea de tip bottom-up nu elimină uncuvânt candidat, ci îl dezactivează parţial (această variantă încearcă să explice cum deputem recunoaşte cuvintele chiar dacă sunt pronunţate greşit de la începutul lor).

3. Modelul „TRACE”, al „urmelor” (McClelland şi Elman, 1986; McClelland, 1991).Recunoaşterea unui cuvânt vorbit cuprinde activarea concomitentă a detectorilor detrăsături, a detectorilor de foneme şi a detectorilor de cuvinte, ca şi în cazul modeluluiactivării interactive descris de McClelland şi Rumelhart în 1981 pentru a explicarecunoaşterea cuvintelor scrise. Se bazează tot pe procesările de tip bottom-up şi top-down şi pe activarea şi inhibiţia unor unităţi lexicale.

Potrivit teoriei activării interactive excitaţia şi inhibiţia se transmit într-o reţea de unităţicare sunt elementele care procesează informaţia (clar un model conexionist). Fiecareunitate este un dispozitiv simplu de procesare, care are rolul de ipoteză despre inputulcare este procesat. Activarea unei unităţi este legată de tăria ipotezei pe care unitatea oreprezintă. Unităţile ale căror conexiuni sunt reciproc consistente, sunt reciproc

36

excitatoare; unităţile ale căror conexiuni sunt reciproc inonsistente, sunt reciprocinhibitoare. Procesarea activării interactive permite fiecărei ipoteze atât să congtrângă,dar să şi fie constrânsă de alte ipoteze consistente sau inconsistente.

Unităţile sunt organizate pe diferite niveluri, nivelul trăsăturilor, nivelul fonemelor şinivelul cuvintelor. O acţiune inhibitoare sau una activatoare se propagă în reţea, creându-se astfel un pattern sau o „urmă” (trace). Cuvântul este recunoscut sau identificat prinnivelul de activare ale posibilor cuvinte candidate. Aceasta arată cum sunt recunoscutecuvintele chiar dacă nu sunt pronunţate corect şi cum sunt recunoscute aceste suntrecunoscute rapid.

Acest model, deşi are multe avantaje, nu poate explica cum ortografia unor cuvinte saudurata unor silabe pentru a fi pronunţate influnţează identificarea cuvintelor.

II. Înţelegerea limbajului

În discursul despre înţelegerea limbajului, în literatura de specialitate se găsesc două temecomplementare: sintactica (eng. parsing, cum sunt cuvintele combinate) şi pragmatica (folosireaşi înţelegerea limbajului în lumea reală; înţelesul inteţinonat).

1. Sintactica:

Cercetările se concentrează pe relaţia dintre analiza sintactică şi analiza semantică. Gramaticatrebuie să permită formularea tuturor propoziţiilor posibile într-o limbă şi să respingă pe toatecele neacceptabile (dar sunt posibile ambiguităţi sintactice, gramaticale care sunt rezolvate prinprozodie).

Teorii ale sintacticii (parsing):

Sunt două tipuri de teorii concurente: teoriile de tip „grădină” şi teoriile bazate pe constrângeri.

Teoriile de tip „grădină” (Frezier şi Rayner, 1982) propun următoarele asumpţii:

1. o singură structură sintactică este luată în considerare pentru orice propoziţie;

2. înţelesul nu este implicat în selecţia structurii iniţiale;

3. cea mai simplă structură sintactică este aleasă pe baza a două principii: ataşarea minimă şiprincipiul închiderii amânate.

Principiul ataşării minime: structura gramaticală care produce cele mai puţine noduri (părţimajore ale propoziţiei – verbe şi substantive) este preferată.

Principiul închiderii amânate: noile cuvinte întâlnite în propoziţie sunt ataşate frazării curentedacă sunt permise gramatical.

4. dacă cele două principii sunt în conflict, atunci conflictul se rezolvă prin alegerea principiuluiminimei ataşări.

37

5. dacă structura sintactică construită de o persoană în primă fază nu este compatibilă cu ceea ceurmează, atunci în faza a doua structura iniţială este revizuită.

Dovezi ale acestei teorii:

Teoria este confirmată prin experimente care folosesc propoziţii ambigue în care se urmărescmişcarile oculare pentru a detecta punctele de rupură, de fixare a structurii gramaticale. Ex: Amvăzut-o pe fata colonelului care era pe balcon. (Cine era pe balcon? Fata sau colonelul? Depindeunde punem virgula, adică unde separăm. Dacă folosim principiul mimimei ataşări, spunem căfata era pe balcon. Dacă folosim principiul închiderii finale, care nu este întotdeauna folosit,spunem că colonelul era pe balcon).

Principiile sunt bune pentru că miminizează solicitările către memoria de lucru.

Teoriile bazate pe constrângeri:

Sunt de inspiraţie conexionistă. Susţin că interpretarea depinde de sursele multiple de informaţie(sintactice, semantice, cunoaşterea generală a cuvintelor, etc.) numite „constrângeri”. Elelimitează numărul de interpretări posibile. Este susţinută procesarea în paralel şi nu succesiv, caîn teoria anterioară.

Teoria cea mai influentă este propusă de MacDonald (1994). Presupune că toate tipurile deinformaţii sunt disponibile vorbitorului şi sunt activate proceduri de analiză aflate în competiţie.Metoda este următoarea:

1. cunoştinţele gramaticale limitează din start posibilităţile de interpretare ale propoziţiilor.

2. variatele forme ale informaţiei asociate cu un cuvânt nu sunt independente unele de altele.

3. un cuvânt poate fi ambiguu în anumite feluri şi neambiguu în altele (ex. ca şi conjugare, dar nuca şi categorie gramaticală).

4. interpretările gramaticale posibile diferă în probabilitate şi frecvenţă de apariţie în funcţie deexperienţa vorbitorului.

2. Pragmatica

Reprezintă ceea ce se află dincolo de înţelesul ad literam al cuvântului. Este ceea ce seintenţionează să fie comunicat. Ia in considerare contextul social curent şi permite limbajulfigurativ. Trebuie remarcat faptul că înţelesul non-literal este accesat după cel ad literam, dacăcel dintâi nu are sens (acesta susţine teoria pragmatică standard).

Modelul predicativ al lui Kintsch (2000), nestandard, are două componente:

1. componenta analizei semantice latente (sensul cuvintelor în funcţie de relaţiile dintre ele);

2. componenta constructiv-interpretativă: foloseşte informaţia din prima componentă pentru aconstrui interpretarea unei declaraţii în forma unei structuri de tip „argumentul este un predicat”.Un predicat, în cadrul acestei teorii, este cel mai apropiat ca sens de „însuşire” sau „atribut” (nuîn sens sintactic, gramatical, ci în sens logic; predicat logic). În structura următoare, F(x), citim

38

„toţi x sunt F”, adică toţi x au atributul F (ex: toate fetele sunt frumoase, unde „frumoase” estepredicatul logic şi „fetele” subiectul logic sau instanţierea variabilei x, în acest caz).

Cele mai multe cercetări nu susţin teoria standard a pragmaticii, adică sensul figurat nu esteaccesat automat, dar se înţelege la fel de rapid ca şi cel ad literam. Un experiment desfăşurat deGlucksberg (2003) şi care a folosit propoziţii adevărate în sens figurat şi false în sens ad literam,a arătat că subiecţii au avut nevoie de un timp mai mare de a decide (ceea ce nu ar fi trebuit să seîntâmple) între cele două sensuri aflate în competiţie.

În modelul lui Kintsch, în componenta a doua se selecteză trăsăturile (înţelesuri) predicatuluicare sunt relevante pentru argument şi sunt inhibate trăsăturile predicative irelevante. Ex:Avocatul a fost ca un rechin. Din această propoziţie noi înţelegem că avocatul a fost agresiv, şi-aurmărit scopul, a reuşit să demonteze argumentele oponentului, etc. Adică am selectat din tot ceştim noi despre rechini acele trăsături care se potrivesc cu contextul şi cu intenţia vorbitorului(nu am selectat, ci am inhibat, faptul că rechinii au dinţi mari, înoată repede, au diferite culori,mărimi, etc.).

Această tactică este folositoare deoarece noi avem o capacitate limitată a memoriei de lucru, ceeace poate fi temporar activat este foarte redus faţă de ceea ce este stocat în memoria de lungădurată.

Terenul comun

Grice (1975, apud Eysenck, 2010) formulează principiul cooperării, prin care se postulaîmpărtăşirea cunoaşterii şi credinţelor de către vorbitori (repertoriul comun).

Keyser (2000, apud Eysenck, 2010) contrazice acest model spunând că printr-o euristicăegocentrică ascultătorul interpretează ceea ce aude pe baza propriei cunoaşteri mai degrabă decâtpe baza cunoaşterii comune împărăşite cu vorbitorul, încercând să „potrivească” ceea ce i secomunică cu ceea ce ştie şi crede despre acel subiect.

III. Producerea limbajului

În acest domeniu, teoriile sunt variate şi dovezile experimentale foarte bogate. O să ne oprim la aprezenta pe scurt două dintre aceste teorii.

1. Teoria activării propagate (spreading-activation theory). Cel care o propune este Dell în 1986şi susţine că producerea limbajului are patru nivele:

- nivelul semantic: sensul a ceea ce va fi spus sau mesajul care va fi comunicat.

- nivelul sintactic: utilizarea planificată a cuvintelor în structuri gramaticale.

- nivelul morfologic: mulţimea morfemelor (unităţi de bază ale semanticii) din propoziţiaplanificată a fi spusă.

- nivelul fonologic: mulţimea fonemelor (unităţi sonore de bază).

39

Fiecare nivel este în relaţie cu celelate şi orice modificare la unul dintre nivele, duce lamodificări în restul reţelei.

Acesta este un model conexionist, Dell spunând că activarea unui nod (a unui cuvânt) dinmemoria de lungă durată atrage după sine activarea sau energizarea altor cuvinte / noduri aflateîn relaţie cu acesta. De aici şi denumirea teoriei, a activării propagate. Adică, activareacuvântului „copac” poate duce la activare, sau subactivarea, cuvântului „plantă”. Sau alt cuvânt,depinde de reţeaua semantică disponibilă şi acceptabilă din MLD. Este de notat faptul că acesteactivări sunt date de nişte reguli categoriale specifice fiecărui dintre cele patru nivele. Regulilesunt constrângeri ale categoriilor de itemi şi ale combinării lor în formule acceptabile. Adicăfiecare nivel are nişte reguli după care combină sintactic, morfologic, fonologic, semnatic.

Dell afirmă că există un lexicon, un dictionar, sub forma unei reţele conexioniste format dinconcepte, cuvinte, morfeme şi foneme. Când un nod este activat el timite semnale tuturornodurilor cu care este în legătură. Şi aşa se formează cuvântul, propoziţia, fraza, etc.

2. Modelul teoretic WEAVER++ (Word-form Encoding by Activation and VERification).Modelul este de inspiraţie computaţionistă şi a fost propus de W.J.M Levelt (1999).Funcţionează pe baza următoarelor asumpţii:

- producerea limbajului se face printr-o reţea feed-forward de la înţelesuri către sunete, dat nu şiinvers (nu oferă feed-back pe acelaşi traseu).

- sunt trei niveluri ierarhice în cadrul reţelei: 1. conceptele lexicale (cel mai înalt nivel), 2. lemele(reprezentări ale cuvintelor care au specificitate sintactică şi semantică, dar nu şi fonologică), 3.formele cuvintelor ca reprezentare de morfeme şi foneme.

- producerea limbajului implică stadii de procesare care urmează unul după altul în serie.

- erorile de vorbire sunt evitate prin mecanisme de verificare (checking).

STADIUL 1 Pregătirea conceptuală

conceptul lexical

STADIUL 2 Selecţia lexicală

lema

STADIUL 3 Ecodarea morfologică

morfeme

STADIUL 4 Encodarea fonologică

cuvântul fonologic

STADIUL 5 Encodarea fonetică

sensul fonetic ca gest

AUTOMONITORIZARE

40

STADIUL 6 Articularea

Sunetul cuvântului

Fig 12. Modelul WEAVER++, adaptat după Levelt (1999, apud Eysenck, 2010, p. 432)

Ceea ce descrie acest model este procesul de lexicalizare, adică producerea limbajului esteprocesul prin care transformăm gândurile, care au subsumate lor cuvinte, în sunete. Noitransformăm o reprezentare semantică (sensul cuvântului) în reprezentarea ei fonologică, însunetul său. Cercetările neurologice au arătat că întreg procesul durează aproximativ 600 demilisecunde. Lucru remarcabil, într-adevăr.

Sunt câteva puncte slabe ale modelului:

- Explică producerea cuvintelor singulare. Nu poate explica foarte bine cum se formeazăpropoziţiile.

- Există mult mai multă intracţiune între ariile cerebrale în momentul producerii limbajuluidecât presupune acest model.

- Există mult mai multă procesare paralel-distribuită în producerea limbajului decâtpresupune WEAVER.

- Nu este foarte clară necesitatea exiatenţei lemei. Multe cercetări de laborator arată că estenecesară doar distincţia între nivelele semantic şi fonologic.

Aplicaţii:

1. Care sunt caracteristicile identificării cuvintelor?

2. În ce constă modelul TRACE?

41

MemoriaCurs 7

Modelul etajat al memoriei

Un model popular de explicare a memoriei este cel care susţine existenţa unor spaţii(etaje) de stocare a informaţiei, aflate în legătură unele cu altele şi îndeplinind funcţii diferitepentru subiectul cunoscător. Acest model susţine că există trei etaje ale memoriei prin care curgeinformaţia (faptul că spunem că informaţia este stocată în memorie nu înseamnă că ea estestatică, ci se află într-o continuă rearanjare şi procesare, ceea ce face din memorie atât un proces,cât şi un produs):

1. Etajul senzorial (memoria senzorială (MS): reţine informaţia din mediu înainte de a otransmite către memoria de scurtă durată; reţine informaţia pentru 200-400 milisecunde.Informaţiile sunt reţinute în funcţie de analizatori, adică avem o MS vizuală (iconică), o MSauditivă (ecoică), etc.

2. Etajul memoriei de scurtă durată (MSD): are o capacitatea limitată de 7±2 chunks-uri (unităţicu sens sau unităţi de semnificaţie; vezi G. Miller, The magial number seven plus or minus two,1956) şi informaţia este reţinută timp de 15-30 de secunde.

3. Etajul memoriei de lungă durată (MLD): procesează semantic informaţia, are o capacitatenelimitată şi poate reţine informaţia pe o perioadă îndelungată.

În ceea ce priveşte memoria senzorială putem spune că există atâtea tipuri de memoriecâte simţuri avem. Cele mai studiate însă, sunt memoria iconică (vizuală) şi memoria ecoică(auditivă). Memoria iconică are o durată de aproximativ 200 de milisecunde (chiar 500), estepreatenţională, automată şi are o capacitate nelimitată. Ea are ca rol reţinerea stimulului vizualpentru o perioadă suficient de mare pentru a fi activaţi detectorii de trăsături, pentru acei stimulicare au o durată foarte scurtă de expunere. Este utilă atunci când clipim sau când se producsacadele oculare. Informaţia prezentă în memoria iconica dispare, se degradează în cel mult 0.5secunde (Eysenk şi Keane, 2010, p. 206).

Memoria ecoică sau senzorial auditivă are o durată mai mare faţă de cea iconică, ea reţinândstimulul între 2 – 4 secunde (Eysenk şi Keane, 2010, p. 206). Acest fapt se datorează anatomieianalizatorului auditiv care are nevoie de mai mult timp pentru a capta şi transforma stimulul însemnal intern.

Modelul unitar al memoriei

Recent unii autori (Jonides, Lewis, Nee, Lusting, Berman Moore, 2008, apud Eysenk Keane, 2010, p. 209) susţin ideea că memoria de scurtă durată este o activare temporară areprezentărilor din memoria de lungă durată. Aşadar, există un singur bloc mnezic şi nu maimulte etaje. Însă, acest model nu poate să explice cum la unii pacienţi amnezici există intactămemoria de scurtă durată şi au probleme cu amintirile din memoria de lungă durată. Dovezileexperimentale pe care le aduc cei care susţin modelul unitar (şi nu sunt puţine) au facut să fie luatîn seamă şi să nu putem spune definitiv care este modelul cel mai bun. Este clar că unii pacienţiau performanţe slabe la testele de memorie de scurtă durată care se bazează pe informaţii din

42

MLD şi, prin urmare MSD este o activare temporară a unor informaţii din MLD, dar nu putemspune că MSD este numai aceasta.

Modelul memoriei de lucru

A fost propus de Baddeley şi Hitch (1974) pentru a nuanţa conceptul de memorie de scurtădurată. Avantajul acestui model este acela că surprinde foarte bine atât procesarea activă ainformaţiei, cât şi stocarea acesteia pentru o perioadă scurtă de timp.

Autorii au propus initial (1974) trei componente care alcătuiesc memoria de lucru: unitateaexecutivă centrală (administratorul central), bucla fonologică (phonological loop) şi blocnotesulspaţio-vizual (visuo-spatial scratch-pad). Ultimele două se mai numesc şi sisteme sclave, fiindsubordonate administratorului central (a se vedea figura de mai jos).

Fig.10 Modelul memoriei de lucru dupa Baddeley (1986, apud Iordan (2007, p. 51)

Ulterior, în 2000, Baddeley a revizuit modelul şi a adăugat bufferul episodic. Acesta esteo componentă care face legătura cu memoria de lungă durată şi realizează coerenţa procesărilordin momentul prezent, strângându-le într-o unitate, într-un episod.

43

Fig. 11 Modelul revizuit al memoriei de lucru (după Baddeley, 2000)

Să le luăm pe rând.

Unitatea executivă centrală (eng. central executive)

Este un sistem de control care monitorizează şi controlează celelalte două componente, care îisunt subordonate. Poate procesa atât informaţie vizuală, cât şi informaţie auditivă, adică estelipsită de modalitate. Se caracterizează printr-o capacitate limitată de stocare.

Bucla fonologică (eng. phonological loop)

Este un sistem subordonat unităţii executive. Este formată din două componente:

Sistemul de control articulat (verbal), „vocea” interioară: pentru ca informaţia temporar stocatăîn MSD să treacă în MLD trebuie să fie repetată. Acest sistem este responsabil pentru aceastăsarcină.

Unitatea de stocare fonologică, „urechea” interioară: permite stocarea temporară ainformaţiilor care vor fi preluate şi repetate pentru a fi transferate în MLD.

Blocnotesul spaţio-vizual (eng. visuospatial sketchpad)

Stochează temporar şi manipulează (operează cu) informaţia de natură spaţială şi vizuală.Această componentă este aşa-zisul „ochi interior”, ne ajută să vizualizăm informaţia pe un ecraninterior, mental. Cercetările din această zonă se concentrează pe ceea ce se numeşte imageriementală.

44

Fig. 11 Reprezentarea memoriei de lucru în raport cu starea de conştienţă

În reprezentarea de mai sus (vezi fig. 11), este arătată ML cu cele patru componente ale sale,toate situate în planul conştiinţei, la care se adaugă faptul că administratorul central posedăintenţionalitate, poate să selecteze, să abandoneze sau să inhibe procesarea unor informaţii.Aceasta ne demonstrază că administratorul central este în legătură cu procese mai profunde, cacele reglatorii, sau cu caracterul, cu conştiinţa morală. Nu ne putem opri să remarcămcomplexitatea acestei componente a ML, lucru care poate să nu fie în beneficiul explicăriifuncţionării ML. O componetă prea extinsă poate disipa proprietatea ei de a fi parte din ML.

Structura şi funcţiile MSD

În modelul etajat al memoriei, MSD este văzută ca o singură unitate în care sunt temporaractivate informaţii din MLD şi temporar stocate informaţii noi.

În modelul memoriei de lucru, MSD este văzută ca fiind alcătuită din mai multe componentecare acţionează împreună ca un “spaţiu de lucru mental”.

Puncte slabe ale modelului memoriei de lucru:

Rolul unităţii executive centrale este neclar. Este cea mai mare slăbiciune a modelului,tocmai datorită importanţei sale pentru model, faptului că această componentă are rolulde coordonare.

Este presupus faptul că unitatea executivă are activităţi de procesare extrem de variate,ceea ce face extrem de dificilă explicarea funcţionării ei.

Este posibil ca unitatea executivă să aibă, la rândul ei, alte componente. Care?

45

Dacă unitatea executivă are o capacitate redusă, care este aceasta?

Sunt dovezi care arată că memoria de lucru vizuală este până la un anumit punct separtăde memoria de lucru verbală.

Are foarte multe componente, care sunt toate conştiente. Oare toate componenetele şiprocesările din memoria de lucru sunt conştiente?

Puncte tari ale modelului memorie de lucru:

Modelul tratează procesarea activă şi stocarea tranzitorie a informaţiei şi este implicat întoate sarcinile cognitive complexe.

Blocnotesul spaţio-vizual ajută la explicarea orientării geografice.

Explică efectiv capacitatea noastră de a stoca informaţii temporar, în timp ce procesămacel material.

Este general acceptat că modelul memoriei de lucru care descrie MSD ca fiind compusădin mai multe unităţi este mai apropiat de realitate (are validitate ecologică) decâtmodelul memoriei etajate care tratează MSD ca pe o singură unitate.

Poate explica deficienţele MSD la pacienţii care au suferit leziuni pe creier (deficienţelenu se datorează „stricării” memoriei pe de-a-ntregul, ci a unor componente, lucru careface posibilă tratarea acestor deficienţe mult mai eficient).

Memoria de lungă durată (MLD)

Multe dintre caracteristicile MLD au fost anticipate în cele spuse mai sus sau sunt cunoscute dinsurse adiacente. O să ne oprim la câteva caracteristici ale ei, fără să insistăm foarte mult asupraacestui subiect.

- Memoria declarativă şi memoria proceduralăCele două tipuri stochează pe termen lung informaţii diferite necesare subiectului atunci cândtrebuie să reproducă ceva, să verbalizeze ceea ce ştie (memoria declarativă) sau când trebuie săfacă, să execute ceva (memoria procedurală). Memoria declarativă este explicită, semantică (areînţelesuri şi interpretare) şi episodică, reţine fapte care se constituie în evenimente, în poveşti cuînceput şi sfârşit. Memeoria procedurală este memoria faptelor non-verbale, sau neverbale, maibine spus, a abilităţilor practice şi a reflexelor condiţionate.

- Memorarea informaţiilorO întrebare pertinentă este cum punem informaţii în MLD? Există două „abordări”, le memorămcu intenţie sau fără intenţie. Faptul cunoscut este că dacă avem motivaţie şi depunem efort atuncimemorarea va fi mai buna, mai acurată. Aşa este, dar cu o condiţie, ca procesarea acelorinformaţii să fie adâncă. Noţiunea de adâncime a procesării a fost propusă de Craik şi Lockhart(1972, apud Miclea, 2003, p. 218) pentru a desemna procesarea semantică şi interpretativă ainformaţiei, dincolo de carcateristicile ei fizice şi / sau lingvistice. Adică, dacă dorim să reţinemceva cât mai mult timp şi cât mai corect trebuie să ştim ce înseamnă, ce înseamnă pentru noi, ce

46

loc are acel ceva în sistemul nostru de cunoştinţe. Cu cât integrarea noilor informaţii în cele dejaexistente este mai profundă, cu atât ele vor fi mai bine păstrate. Adâncimea procesării este maiimportantă decât volumul procesărilor, adică nu este suficient să repetăm de multe ori oinformaţie ca să „ne intre în cap”, ci trebuie să o tratăm cu atenţie şi să o interpretăm. Deasemenea, învăţarea intenţionată este superioară celei neintenţionate cu condiţia să fie însoţită deo procesare adâncă.

- Efectul spaţieriiConstă în repetarea înformaţiilor la un interval de timp şi nu la momente succesive de timp.Fenomenul se explică prin mecanismul inhibiţiei şi prin valoarea de activare. Dacă un stimul esteprezentat succesiv, prin mecanismul inhibiţiei laterale, îi scade valoarea de activare (stimulul esteprocesat de o zonă din creier care intră în inhibiţie după ce l-a procesat, activând ariile vecine) şireactualizarea lui este grea (este inutil să soliciţi un răspuns de la o arie intrată în inhibiţie). Dacăse lasă un timp între prezentarea stimulilor de memorat sau se intercalează stimuli diferiţi,valoarea de activare rămâne ridicată şi reactualizarea este mai bună.

- Reactualizarea cunoştinţelorSunt câteva condiţii care contibuie la o mai bună reactualizare a informaţiilor din MLD. Unadintre ele este simsilaritatea contextelor, fizic şi psihic. Adică reactualizarea este maiperformantă atunci când se face în acelaşi loc unde a fost învăţată, de exemplu este bine să dămexamen în aceeaşi sală unde s-a ţinut şi cursul. De asemenea, reactualizarea este mai bună dacăstarea de spirit este asemănătoare cu cea în care s-a produs învăţarea.

- UitareaUitarea este inevitabilă şi normală. Cercetările (Nelson, 1978, apud Miclea 2003, p. 225) auarătat că aproximativ 25% din ce învăţăm nu mai poate fi actualizat când este solicitat după uninterval între 48 de ore şi 2 săptămâni. Aceasta nu înseamnă că este uitat, ci este subactivat, adicănu mai poate fi accesibil conştiinţei şi verbalizat. Există însă, metode să ridicăm valoarea deactivare a acelor cunoştinţe, deci să recâştigăm „cheia de conştiinţă” prin noi repetări sau aplicăripractice ale cunoştinţelor (rezolvarea de exerciţii sau sarcini de lucru).

Iată câteva dintre mecanismele citate de M. Miclea (2003, pp. 226-228) care deteriorează nivelulde activare a cunoştinţelor în MLD.

a. interferenţa: vizează influenţa pe care o au cunoştinţele unele asupra altora. Dacă cunoştineleînvăţate anterior reduc rata de reactualizare a celor noi, se produce o interferenţă proactivă. Dacăinterferenţa se produce invers, cunoştinţele noi reduc reactualizarea celor vechi, aveminterferenţă retroactivă. Mecanismele ce determină interferenţa sunt multiple, o posibilăexplicaţie fiind mecanismul inhibiţiei laterale. Cu alte cuvinte, competiţia pentru aceleaşi resurse(neuronale) determină interferenţa. Cu cât informaţiile sunt mai asemănătoare, cu atât eleinterferează mai mult. O metodă să reducem fenomenul interferenţei este adâncimea procesării,de care am vorbit mai devreme. Cu cât „povara” reţinerii informaţiilor este distribuită în reţeamai multor neuroni (mai multe legături între cunoştinţe), cu atât cunoştinţele sunt mai puţinexpuse interferenţei. Mai facem menţiunea că fenomenul inferenţei este specific atât MLD, cât şiML.

47

b. efectul FAN (eng. facts added to nods): constă în dificultatea reactualizării atunci deţinemprea multe informaţii despre un subiect. Încercaţi să memoraţi o listă de informaţii despre Ion: călocuieşte în Bucureşti, că are o maşină, că îi place pălinca, că Ion este cumnat cu Maria, că Anaeste soţia lui, că este mecanic, ca are un frate mai mare, căsătorit cu Elena, etc. După câtevaminute încercaţi să răspundeţi la întrebarea dacă Ana sau Maria este soţia lui Ion.

Efectul FAN se realizează inconştient, nu este în intenţia subiectului. Explicaţia pentruproducerea lui este propagarea activării, adică atunci când solicităm activarea unor informaţiidespre un obiect din MLD, cu cât ştim mai multe despre acel obiect activarea trebuie să sepropage spre toate punctele (nods) în care sunt stocate informaţiile despre el. Astfel, valoareaactivării scade şi reactualizarea este mai lenta. Dacă subiectului i se cere să spună ceva foarterepede despre obiectul respectiv, va concluziona că a uitat.

Efectul FAN a fost propus de J.R. Anderson (1973).

c. mecanismele de apărare ale eului: se referă la blocarea accesului în conştiinţă a informaţiilordespre fantasme, dorinţe neacceptate social sau personal, prin fenomenul reprimării. Este, laorigine, un concept psihanalitic propus de S. Freud.

Aplicaţii:

1. Încercaţi să găsiţi asemănări între modelul memoriei de lucru şi unul dintre modeleleexplicative ale atenţiei.

2. Care este rolul unităţii centrale din modelul memoriei de lucru?

3. Care sunt punctele slabe ale modelului memoriei de lucru?

48

Rezolvarea de problemeCurs 8

Rezolvarea unei probleme înseamnă transformarea unei situaţii date într-o situaţie dorităsau finalitate [engl. goal] (Hayes, 1989). Rezolvarea de probleme poate avea loc în interiorulminţii umane, în interiorul unui computer, într-o combinaţie a celor două, sau în interacţiune cumediul. O strategie poate fi generată înainte de desfăşurarea oricărei acţiuni (planificare – engl.planning) sau chiar în timpul căutării obiectivului.

Planificarea este procesul generării (posibil parţiale) a reprezentărilor comportamentuluiviitor înaintea utilizării unor atare planuri pentru a constrânge sau controla acel comportament.Rezultatul este de obicei un set de acţiuni (având constrângeri temporale sau de alt gen asupralor) pentru execuţie de către un agent sau mai mulţi agenţi. Planificarea este considerată unaspect central al inteligenţei umane şi a fost studiată încă de la începuturile ştiinţei cognitive şiinteligenţei artificiale. Cercetările au condus la multe instrumente utile pentru aplicare în lumeareală şi au generat insight-uri semnificative în ce priveşte organizarea comportamentului şinatura gândirii cu privire la acţiuni.

Pentru a rezolva o problemă trebuie generată o reprezentare, sau trebuie accesată oreprezentare preexistentă. O reprezentare include:(1) o descriere a situaţiei date(2) operatori sau acţiuni pentru schimbarea situaţiei(3) teste pentru a determina dacă finalitatea a fost atinsă.Aplicarea operatorilor creează noi situaţii, şi aplicările potenţiale ale tuturor operatorilor permişidefinesc un arbore de situaţii ce pot fi atinse, anume spaţiul problemei. Rezolvarea de problemecorespunde atunci cu căutarea în spaţiul problemei a unei situaţii care satisface testele pentru osoluţie (VanLehn, 1989).

Atât în cazul programelor de calculator cât şi al oamenilor (după cum indică dovezirecente), operatorii de obicei iau forma regulilor condiţie-acţiune (producţii). Atunci cândsistemul observă că sunt satisfăcute condiţiile unei producţii, acesta declanşează acţiuneacorespunzătoare de accesare a informaţiei în memorie, modificare a informaţiei, sau acţiuneasupra mediului (Newell şi Simon, 1972).

Newell şi Simon (1972) au dezvoltat o simulare pe calculator destinată să rezolve ovarietate de probleme care se înscriau de la şah la logică, la aritmetică. În programul de rezolvarea problemelor, informaţia constă din „structuri simbol” (p. 23) precum o listă, arbore sau reţea, şiprocesarea constă din „executarea de secvenţe de procese informaţionale elementare” (p. 30). Oproblemă este reprezentată ca un spaţiu al problemei constând din starea iniţială, starea finală şitoate stările intermediare posibile cu legături între ele. Procesul căutării spaţiului este realizatprintr-o strategie de rezolvare de probleme numită analiza mijloace-scopuri (engl. means-ends),în care rezolvitorul stabileşte un obiectiv şi îl atinge dacă este posibil sau determină un obstacolcare trebuie depăşit. Astfel, rezolvarea de probleme implică procese aplicate unei reprezentărisimbolice ale unei probleme:

Dacă aplicarea este de succes, reprezentarea este modificată; dacă nu, un nou proces esteselectat pe baza unei strategii de analiză mijloace-scopuri.

Într-o problemă complexă, poate fi aplicată o serie lungă de procesări informaţionale şipot fi create multe reprezentări succesive ale stării problemă.

49

În cele mai multe probleme din viaţă, spaţiul problemei este foarte mare. Nici chiar cele mairapide calculatoare nu pot căuta exhaustiv în astfel de spaţii. Totuşi, în astfel de situaţii, oameniiau adesea nevoie de numai câteva secunde pentru a examina fiecare nouă stare. Astfel, căutareatrebuie să fie înalt selectivă, folosind reguli euristice pentru a selecta numai câteva stăripromiţătoare pentru a fi considerate.

Euristicile care orientează căutarea derivă din proprietăţile sarcinii. Dacă un domeniu areo structură matematică tare (de exemplu, poate fi descris ca o problemă de programare lineară),pot exista strategii care găsesc totdeauna o soluţie optimă într-un timp acceptabil computaţional.În domenii mai puţin structurate (incluzând cele mai multe situaţii din viaţa reală) euristicileurmează căi plauzibile care adesea găsesc soluţii satisfăcătoare (nu neapărat optime) bazându-sepe computaţii modeste dar fără garanţia succesului.Problemele sunt numite bine structurate dacă situaţiile, operatorii şi testele finalităţilor sunt clardefinite şi slab structurate, în măsura în care acestea sunt vag definite.

Pe măsură ce nivelul de structurare al problemei scade, sunt solicitate euristici failibilepentru a căuta şi evalua soluţiile potenţiale. În situaţiile foarte slab structurate, testele pentrusucces sunt complexe şi slab definite, şi sunt adesea elaborate în timpul procesului de soluţionare(Akin, 1986). Cum optimizarea este imposibilă şi pot fi întâlnite mai multe soluţii satisfăcătoare,ordinea în care sunt sintetizate alternativele afectează puternic produsul final.

O contribuţie fundamentală a teoriei procesării informaţiei este analiza sarcinii cognitive– tehnic pentru descrierea proceselor cognitive pe care o persoană trebuie să le desfăşoare pentrua îndeplini o sarcină cognitivă. De exemplu, să considerăm probleme de analogie câine : latră ::pisica : ____, care poate fi citită „câine este pentru lătrat ceea ce pisica este pentru ce?” şiîn care termenul (a) este „câine”, termenul (b) este „latră”, termenul (c) este „pisică” şi termenul(d) este necunoscut. Care sunt procesele cognitive pe care un rezolvitor trebuie să le parcurgăpentru a rezolva această problemă?

Pe baza unei analize a sarcinii cognitive, rezolvarea unei probleme de analogie poate fiîmpărţită în cinci paşi fundamentali (Mayer, 1987; Sternberg, 1977).1. Encodarea – adică, citirea şi formarea unei reprezentări mentale a cuvintelor şi a punctuaţieiînsoţitoare;2. Inferarea – adică, determinarea relaţiei dintre termenul (a) şi termenul (b) [de ex., termenul (b)este sunetul pe care termenul (a) îl face];3. Stabilirea corespondenţelor [engl. mapping] – adică, determinarea a ce este termenul (c) şicum corespunde el cu termenul (a) [de ex., termenul (a) este un tip de animal care emite sunet, şitermenul (c) este un alt tip de animal care emite sunet];4. Aplicarea – adică, generarea unui termen (d) pe baza aplicări regulii relaţionale termenului (c)[adică, sunetul pe care termenul (c) îl face este ___];5. Formularea răspunsului – adică producerea fizică a răspunsului precum a scrie „miaună” sauîncercuirea cuvântului corect într-o listă.Analiza cognitivă a sarcinii are aplicaţii educaţionale utile deoarece sugerează procese cognitivespecifice pe care elevii trebuie să le înveţe. De exemplu, analiza cognitivă a problemelor deanalogie sugerează că elevii ar beneficia de pe urma instruirii cu privire la cum să infereze relaţiaîntre termenul (a) şi termenul (b) (Sternberg, 1977). Pentru a testa această idee, Sternberg şiKetron (1982) au învăţat elevi de liceu cum să rezolve probleme de analogie arătându-le cum săinfereze schimbarea de la termenul (a) la termenul (b) şi cum să aplice acea modificare altermenul (c). La un test ulterior de gândire analogică implicând noi probleme, elevii antrenaţi au

50

rezolvat problemele de două ori mai repede şi au comis jumătate din numărul de erori încomparaţie cu elevii care nu au beneficiat de antrenament.

Analiza cognitivă a sarcinii oferă de asemenea avantaje în ce priveşte evaluarearezultatelor de învăţare ale elevilor. De exemplu, în loc să măsurăm doar procentajul decorectitudine la un test, este posibil să specificăm mai precis cunoştinţele pe care le posedă unelev – incluzând componentele incomplete sau incorecte. De exemplu, să presupunem că un elevdă următoarele răspunsuri la un test de aritmetică:

O evaluare tradiţională ar indica că elevul a rezolvat corect 25% dintre probleme. Totuşi,o analiză cognitivă a sarcinii relevă că elevul pare să aplice consecvent o procedură de scăderecare are un pas incorect (eroare în algoritm sau engl. bug) – anume, scade numărul mai mic dinnumărul mai mare pe fiecare coloană (Brown şi Burton, 1978). Specificând procedura pe careelevul o foloseşte, devine clar că este necesară o intervenţie pentru a ajuta elevul să înlocuiascăacest pas incorect scade-mai-mic-din-mai-mare.

Două limitări ale perspectivei clasice – oamenii ca procesori de informaţie – privesccaracterizarea informaţiei ca o marfă (bun obiectiv) şi caracterizarea procesărilor ca aplicare dealgoritmi. Deşi astfel de caracterizări se pot potrivi cu sarcini de laborator înalt controlate, ele parprea limitate pentru a explica întregul spectru al învăţării umane în situaţii complexe din lumeareală. De exemplu, Metcalfe (1986a, 1986b; Metcalfe şi Wiebe, 1978) au arătat că oameniifolosesc procesări cognitive diferite pentru probleme de insight (care solicită o reorganizaremajoră a problemei) şi probleme noninsight (care solicită aplicarea pas-cu-pas a unei serii deprocese cognitive).

Pentru problemele de insight, oameni nu sunt capabili să prezică cât de aproape sunt derezolvarea problemei (inconsecvent cu gândirea pas-cu-pas susţinută de perspectiva clasică), darpentru problemele noninsight ei sunt capabili să întrevadă cât de aproape sunt de soluţie(consecvent cu gândirea pas-cu-pas avansată de perspectiva clasică). Aparent, perspectiva clasicăpoate oferi o explicaţie rezonabilă a modului cum oamenii gândesc cu privire la problemele non-insight dar nu şi cum gândesc cu privire la probleme de insight.

Aplicaţii:1. În ce constă modelul implementat pe calculator al lui Newell şi Simon (1972)?2. Care sunt paşii rezolvării unei probleme de analogie?

51

Bibliografie suplimentară:Eysenck, M. W., Keane, M.T. (2010). Cognitive Psychology. Sixth Edition. Psychology Press.Miclea, M. (1998). Psihologie cognitivă. Polirom. Iaşi.

Bibliografie selectivă:

1. Anderson, J. R. (2000). Cognitive psychology and its implications (5th ed.). New York:Worth.

2. Bechtel, W., & Abrahamsen, A. A. (2002). Connectionism and the mind: Parallelprocessing, dynamics, and evolution in networks (2nd ed.). Oxford: Basil Blackwell.

3. Bruner, J. S., Goodnow, J. J., & Austin, G. A. (1956). A study of thinking. New York:Wiley.

4. Churchland, P. M. (1989). A neurocomputational perspective. Cambridge, MA: MITPress.

5. Eysenck, M. W., Keane, M.T. (2010). Cognitive Psychology. Sixth Edition. PsychologyPress.

6. Clark, A. (1997). Being there: Putting brain, body, and world together again. Cambridge,MA: MIT Press.

7. Feldman, J. A. (1981). A connectionist model of visual memory. In G. E. Hinton & J. A.8. Gibson, J. J. (1979). The ecological approach to visual perception. Boston: Houghton-

Mifflin.9. Gick, M. L., & Holyoak, K. J. (1980). Analogical problem solving. Cognitive

Psychology, 12, 306-355.10. Hebb, D. O. (1949). The organization of behavior. New York: Wiley.11. Johnson-Laird, P. N. (1983). Mental models. Cambridge, MA: Harvard University Press.12. Kosslyn, S. M. (1980). Image and mind. Cambridge: Harvard University Press.13. Marr, D. (1982). Vision. San Francisco: Freeman.14. McClelland, J. L., & Rumelhart, D. E. (1989). Explorations in parallel distributed

processing. Cambridge, MA: MIT Press.15. Miclea M. (2003) Psihologie cognitivă. Polirom, Iaşi.16. Miller, G. A. (1956). The magical number seven, plus or minus two: Some limits on our

capacity for processing information. Psychological Review, 63, 81-97.17. Minsky, M. (1975). A framework for representing knowledge. In P. H. Winston (Ed.),

The psychology of computer vision (pp. 211-277). New York: McGraw-Hill.18. Newell, A. (1990). Unified theories of cognition. Cambridge, MA: Harvard University

Press.19. Newell, A., & Simon, H. A. (1972). Human problem solving. Englewood Cliffs, NJ:

Prentice-Hall.20. Norman, D. A. (1989). The design of everyday things. New York: Doubleday.21. Pylyshyn, Z. (1984). Computation and cognition: Toward a foundation for cognitive

science. Cambridge, MA: MIT Press.22. Rumelhart, D. E., & McClelland, J. L. (Eds.). (1986). Parallel distributed processing:

52

Explorations in the microstructure of cognition. Cambridge MA: MIT Press/BradfordBooks.

23. Salomon, G. (Ed.). (1993). Distributed cognitions. Cambridge: Cambridge UniversityPress.

24. Sternberg, R. J. (2003). Cognitive Psychology (third ed.). Belmont, CA: Wadsowrth.25. Thagard, P. (1988). Computational philosophy of science. Cambridge, MA: MIT

Press/Bradford Books.26. Winston, P. (1993). Artificial intelligence (3rd ed.). Reading, MA: Addison Wesley.27. Zlate M. (1999) Psihologia mecanismelor cognitive. Polirom, Iaşi.